Размерное квантование в ОПЗ

Здесь т — эффективная масса электрона в направлении г, наз. уровнями размерного квантования. [c.324]

Если хотя бы один из размеров образца d достаточно мал (напр., образец—тонкая плёнка), то возникает дополнит, размерное квантование спектра (см. Квантовые размерные эффекты). Если ось oz направлена вдоль толщины плёнки, то энергетич. спектр электронов имеет вид [c.434]

Размерное квантование электронных состояний в квантовых ямах [c.12]

Здесь эе = [2тд (К- . )/й и учтено, что для размерно-квантованных состояний энергия Е. меньше V и волновой вектор в слоях В мнимый к в = г зе. Из системы уравнений (2.6), которую можно записать с учетом (2.7) как [c.14]

Известно, что в симметричной одномерной потенциальной яме всегда имеется хотя бы одно размерно-квантованное состояние. Поэтому при конечной высоте барьеров энергетический спектр электрона состоит из конечного числа подзон размерного квантования ev и континуума (состояния с Е ]2тд)>У). При совпадающих эффективных массах т и т в зависимость evq от я параболическая, как в однородных композиционных материалах. При относительно небольшом различии между 1 итв дисперсия подзон ev близка к параболической. [c.15]

Энергия размерного квантования Е удовлетворяет уравнению [c.16]

Размерное квантование тяжелых и легких дырок [c.19]

В данной главе рассмотрена микроскопическая теория различных механизмов поглощения света в гетероструктурах с квантовыми ямами. Сначала в рамках одноэлектронной зонной теории описаны внутризонные и межзонные оптические переходы двумерных электронов. Поскольку энергетический спектр двумерных носителей заряда существенно отличен от спектра трехмерных, механизмы оптического поглощения в квантовых ямах качественно отличаются от аналогичных процессов в объемных полупроводниках. На рис. 6 показаны подзоны размерного квантования электронов зоны проводимости (с) и валентной v) зоны в квантовой яме, а также возможные оптические переходы. [c.37]

Валентная зона предполагается невырожденной, законы дисперсии в с-зоне и у-зо-не — параболическими. Для каждой из зон показаны две подзоны размерного квантования, а также континуум надбарьерных состояний. Стрелками показаны внутризонные (7, 2, 3) и межзонные (4, 5) оптические переходы двумерных электронов. [c.38]

В квантовых ямах ситуация качественно иная. Здесь возможны не только непрямые, но и прямые оптические переходы электронов в пределах одной зоны. Например, в зоне проводимости поглощение фотонов может приводить к прямым переходам двумерных электронов из какой-либо одной подзоны размерного квантования в другую подзону либо в континуум состояний над ямой. Внутри одной подзоны размерного квантования двумерные электроны могут совершать лишь непрямые оптические переходы. [c.42]

Рис. 13. Полоса фотоионизации для квантовых ям с одной подзоной размерного квантования.

Рис. 14. Спектр внутризонного поглощения для квантовых ям с двумя подзонами размерного квантования (расчет).

Рассмотрим, как размерное квантование влияет на собственное поглощение света, связанное с переходами двумерных электронов из валентной зоны в зону проводимости. Эти переходы показаны на рис. 6 стрелками 4н5. Первые заключения об осо- [c.88]

Во-вторых, расщепление зоны проводимости и валентной зоны на ряд подзон размерного квантования означает, что в спектре поглощения будут присутствовать особенности, связанные с переходами электронов между различными подзонами. [c.89]

Наряду с К, о, в магн. поле в металлах и полупроводниках могут наблюдаться также квантовые эффекты др. природы размерное квантование в плоских плёнках, проволоках и цилиндрах, связанное с ограничением области движения (см. Квантовые размерные эффекты) или с интерференцией электронов (А ароно-ва Бома эффект), и розонапсные явления — циклотронный резонанс, резонанс на магнитных поверхностных уровнях, магнитофононный резонанс. [c.324]

КВАНТОВЫЕ РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ — изменение термодинамич. и кинетич. свойств кристалла, когда хотя бы один из его геом. размеров становится соизмеримым с длиной волны де Бройля лектронов. К. р. э. обусловлены квантованием движения электрона в направлении, в к-ром размер кристалла сравним с Xg (размерное квантование). [c.324]

Размерное квантование. На край фундам. поглощения влияет также т. н. размерное квантование, к-рое возникает, если образец представляет собой тонкую плёнку или имеет маленькие размеры во всех измерениях. Соответствующие уровни энергии также проявляются при межаонно.м поглощении света (см. Квантовые размерные эффекты). [c.42]

Внутризонная фотопроводимость связана с изменением подвижности носителей заряда при их перераспределении по энергетич. состояниям в результате поглощения излучения. К процессам, вызывающим внутризонную Ф-, относят оптич. переходы носителей заряда внутри одной зоны, к-рые возможны благодаря рассеянию носителей на примесях и фононах (см. Рассеяние носителей заряда в твёрдом теле) прямые оптич, переходы между подзонами дырочной зоны в полупроводниках р-типа ( лёгкие и тяжёлые дырки, см. Зонная теория) переходы между подзонами размерного квантования в полупроводниковых структурах (см. Квантовые размерные эффекты). Внутризонная Ф. впервые наблюдалась Моссом и Хокинзом (I960) в p-Ge (переходы между подзонами дырок) и Ролли-ном (1961) в M-InSb (внутризонное поглощение). [c.356]

Дискретизация электронного спектра в направлении oz Приводит КТ. н. раэмерно-фононному резонансу, связанному с переходом электрона между уровнями размерно-квантованного спектра за счёт поглощения оптич. фонона й фотона. Если вдоль оси oz приложить кванту ющее поле н, то электронный спектр становится полностью дискретным и условие резонанса приобретает вид [c.434]

Двойной гетеропереход double heterojun tion) первого рода Bj / S представляет структуру с одиночной квантовой ямой, если ширина запрещенной зоны в материале А меньше таковой в материале В, т.е. Eg Eg. В первом случае внутренний слой А образует потенциальную яму, в которой происходит размерное квантование электронных и дырочных состояний (рис. 2, а). Во втором случае слой А образует потенциальный барьер для электронов и дырок (рис. 2, б). Ясно, что двойной гетеропереход второго рода является структурой с квантовой ямой для одного сорта носителей и одновременно структурой с одиночным барьером для другого сорта носителей. На рис. 2, а схематически показана структура с прямоугольной ямой. Используя в качестве композиционного материала А твердый раствор и изменяя его состав в процессе роста, можно создавать ямы другой формы — параболические, треугольные и т, п. [c.8]

Структура с квантовой ямой — это пример системы с пониженной размерностью, точнее пример двумерной системы, движение электрона в которой ограничено только в одном из направлений, а в двух других — электрон может свободно перемещаться. В результате возникает пространственное квантование энергетический спектр по одному из квантовых чисел из непрерывного становится дискретным. Иногда вместо слов двумерная система употребляют термин квазидвумерная система , подразумевая, что размерно-квантованные состояния имеют конечную протяженность и в третьем измерении, т. е. в направлении оси роста. Системы, у которых движение электронов ограничено в двух направлениях, называются квантовыми проволоками, а системы, у которых пространственное квантование идет по всем трем направлениям и энергетический спектр дискретен, называются квантовыми точками. Для наблюдения пространственного квантования необходимо, чтобы расстояние между противоположными потенциальными барьерами было существенно меньше длины свободного пробега электрона. Это накладывает ограничения как на геометрические размеры низкоразмерной системы, так и на качество образцов и температуру, определяющие длину свободного пробега. [c.10]

В квантовой яме носитель может свободно перемещаться в двух направлениях. Поэтому о структуре с квантовой ямой говорят как о двумерной системе или квазидвумерной системе, в последнем случае имея в виду, что размерно-квантованные состояния имеют конечную протяженность и в третьем направлении, т. е. в направлении оси роста. Рассмотрим теперь кратко квантование электронных состояний в квантовых проволоках (система размерности свободное движение возможно только в одном направлении или вообще отсутствует. [c.17]

Узкие ямы (а < flg). Для квазидвумерного экситона аналитическое решение отсутствует даже в полупроваднике с простой зонной структурой. В простейшем вариационном подходе волновая функция для основного (li) состояния экситона, привязанного к подзонам размерного квантования ev и /iv, записывается в виде [c.35]

Двумерные электроны имеют больше каналов внутризонно-го поглощения, нежели трехмерные. В квантовых ямах возможны межподзонные (7) и внутриподзонные (2) оптические переходы, а также процессы фотоионизации квантовых ям (i), сопровождаемые переходами из размерно-квантованных дискретных состояний в надбарьерные состояния непрерывного спектра. Переходы между различными подзонами размерного квантования из к -зоны в с-зону 4, 5), вызываемые светом с tUu > Eg, могут порождать целое семейство полос межзонного поглощения. [c.37]

Здесь для описания межподзонного резонанса используется модель осциллятора [12], в которой со21 ег -Ее )1Н т — феноменологическое время релаксации ЛГ, — поверхностная концентрация электронов в первой подзоне размерного квантования /21 — сила осциллятора для переходов электронов между уровнями и 2 > определяемая формулой (3.19). [c.53]

На рис. 12 представлены результаты расчета коэффициента поглощения при фотоионизации резонансных (кривая 1) и нерезонансных (кривые 2—4) квантовых ям. На рис. 13 представлен спектр внутризонного поглощения для квантовой ямы с одним уровнем размерного квантования (расчет и зксперимент). В такой яме наблюдается только полоса фотоионизации. На рис. 14 представлены результаты расчета спектра внутризонного поглощения для квантовой ямы с двумя уровнями размерного квантования, где одновременно могут наблюдаться и межпод-зонное поглощение, и полоса фотоионизации. Из-за того что уровень Egi очень близок к уровню барьера, узкий симметричный пик межподзонного поглощения сливается с широкой полосой фотоионизации и результирующая кривая поглощения имеет вид асимметричного пика. Именно такой спектр наблюдался экспериментально в MQW-структуре с соответствующими параметрами (см. ниже рис. 17, а). [c.60]

Для такой ямы в достаточно широкой области полей (Fслабых полях размывается в континуум состояний из-за туннелирования электрона через треугольный барьер). [c.64]

В предыдущих разделах подробно описано поглощение света, сопровождающееся межподзонными переходами электронов в квантовых ямах. Размерное квантование приводит, естественно, и к появлению подзон в валентной зоне. Межподзонные переходы дырок, однако, имеют свои особенности, это связано со сложной структурой валентной зоны в большинстве полупроводников, в частности в соединениях Аф , наиболее широко применяющихся при изготовлении наноструктур. [c.67]

Рассмотрим для примера квантовую яму 1по.490ао,51Р/ОаА8. На рис. 18, а приведен энергетический спектр дырок в такой структуре. Из-за смешивания состояний легких и тяжелых дырок при /сц 9 0 подзоны размерного квантования не могут быть описаны определенной эффективной массой, однако для удоб- [c.67]

Рис. 18. Схема подзон размерного квантования в квантовой яме 1по 4,Оао 5,Р/ОаА5 (а). Энергии переходов между основной и первыми тремя возбужденными подзонами (б).
Выражение (3.90) описывает не только внутриподзонное рассеяние (у = V ), оно справедливо также и в общем случае рассеяния электрона с переходом между подзонами (у у ). Для рассеяния электрона в пределах первой зоны размерного квантования, в случае ямы с бесконечно высокими стенками имеем [c.77]

Смотреть страницы где упоминается термин Размерное квантование в ОПЗ : [c.325] [c.325] [c.326] [c.42] [c.12] [c.73] [c.13] [c.4] [c.6] [c.6] [c.13] [c.13] [c.13] [c.19] [c.28] [c.35] [c.36] [c.43] [c.48] [c.89]

Смотреть главы в:

Основы физики поверхности твердого тела -> Размерное квантование в ОПЗ

ПОИСК

Квантование

Размерности

Ряд размерный

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...