Глава1. Примесные состояние в полупроводниковых наноструктурах (обзор)
Содержание
Введение- 2
1.1 Водородоподобные примесные центры в наноструктурах- 7
1.2.Интерфейсные дефекты- 19
1.3.УРОВНИ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОНОВ- 23
В ЛЕГИРОВАННЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ-- 23
2. 1-- Энергетический спектр 
центра в квантовой проволоке: 27
и 
термы- 27
2.3 Сечение фотоионизации 
центра в квантовой проволоке- 37
Заключение- 55
Введение
В квантовых проволоках плотность состояний имеет более острые пики на квантованных уровнях энергии, чем в квантовых ямах. Таким образом, ожидается, что резонансный туннельный ток через квантовые проволоки будет иметь большее отношение пикового минимального значения на вольт-амперных характеристиках. Резонансные туннельные транзисторы на квантовых проволоках были предложены и изготовлены путем формирования сверхузких двойных металлических затворов Шоттки на легированных гетероструктурах GaAs / AIGaAs с модуляцией [6,7]. В этих транзисторах двойные барьеры для двумерного электронного газа формируются полевым эффектом на внешних двойных вентилях Шоттки. Расстояние между двойным затвором оказывается порядка длины волны электрона, и образуются квантованные подзоны. Резонансные уровни в квантовой проволоке, окруженной двойными барьерами, можно изменять напряжением на затворе. Авторами предлагается резонансный туннельный транзистор на квантовой проволоке, работающий как своего рода многоканальный поворотный переключатель, и его применение в качестве переключателя в сверхпроводящей соединительной сети.
|
|
|
Рисунок - 1 Вид сверху резонансно-туннельного транзистора на квантовых проволоках. [https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0268-1242/7/3B/051]
На рисунке 1 показано вид сверху предлагаемого резонансно-туннельного транзистора на квантовых проволоках. Транзистор имеет узкий двойной затвор Шоттки с пространственно изменяемым интервалом, один «исток» и электрически изолированные несколько «стоков»[1].
На рисунке 1 показан вид сверху транзистора с одним истоком и электрически изолированными множественными стоками (в данном случае три стока с D1 по D3). Расстояние между двойным затвором варьируется в пространстве, и «субблок» транзистора с одним стоком имеет разные резонансные значения, отличающиеся друг от друга. В результате ток стока течет последовательно от DI к D3 путем взаимного изменения резонансного состояния и нерезонансного состояния в каждом субблоке транзистора, когда напряжение затвора изменяется монотонно. Поэтому транзистор работает как своего рода многоканальный поворотный переключатель.
Рисунок – 2 Сверхпроводящая соединительная сеть.
[https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0268-1242/7/3B/051]
|
|
|
Рисунок 2. Сверхпроводящая соединительная сеть, в которой резонансный туннельный транзистор используется в качестве функционального передаточного затвора для переключения сигнала, распространяющегося по сверхпроводящим линиям, без затухания и искажения. Два типа затворов, A и E, используются для сбора и распределения сигналов.
На рисунке 2 показано возможное применение транзистора, в котором транзистор используется в качестве переключателя в сверхпроводящей соединительной сети. Схемы переключателей показаны на этом же рисунке. Резонансный туннельный транзистор используется в качестве функционального передаточного затвора для упрощения конфигурации схемы, а также для уменьшения количества соединительных линий. Транзистор интегрирован с обычными полевыми транзисторами на гетеропереходе на той же подложке. Обычные полевые транзисторы с гетеропереходом работают как инверторы, регенерируя сигнал со стандартными уровнями напряжения. Сигнал может распространяться по сверхпроводящим линиям без затухания и искажений. В сети используются два типа вентилей, A и B, вентиль A выводит сигнал на одну клемму, выбранную из трех выходных клемм, путем регулировки амплитуды напряжения затвора. Затвор B выбирает сигнал на одной клемме из трех входных клемм, также регулируя амплитуду напряжения затвора. Оба затвора используют явление резонансного туннелирования для распространения сигнала. Таким образом, сигнал с любого входного терминала соединительной сети может быть передан на любой выходной терминал соединительной сети, регулируя напряжение затворов, расположенных между этими двумя терминалами.
|
|
|
В этой связи тема квалификационной работы, посвященной теоретическому исследованнего примесных молекулярных ионов в квантовой проволке является достаточно актуальной. Это обусловлено тем что могут оказывать существенно влияние Электронный транспорт и оптические свойства квантовых проволок.
Глава1. Примесные состояние в полупроводниковых наноструктурах (обзор)
В статье «Электронный транспорт в квантовых проволоках и их приборные приложения» японского автора Jun'ichi Sone [Semicond. Sci. Technol. 7 (1992) 8210-8214.] исследуются электронные транспортные свойства квантовых проволок в баллистической области и области «горячих» электронов путем решения уравнений Больцмана. Эффект влияния рассеяния на неровностях квантовой проволоки при квантовании кондактанса исследован в баллистической области, и становится ясным как рассеяние на неровностях поверхности квантовой проволоки разрушает квантование кондактанса. Показано, что в области «горячих» электронов важную роль в электронном транспорте играет оптико – фононное рассеяние, и как результат имеют место два типа транспортных режима. Один режим реализуется в виде электронного конфайнмента в энергетической области ниже оптико – фононной энергии, и другой режим – «убегание» скорости электрона. С этими характеристиками предлагается возможность использования полевого транзистора с модуляцией скорости. Наконец, предлагается квантовый проволочный резонансный туннельный транзистор, который работает как своего рода многоканальный поворотный переключатель. В качестве применения этого транзистора предлагается переключатель для сверхпроводящей соединительной сети, по которой сигналы могут распространяться без затухания и искажения, чтобы уменьшить количество соединительных линий, а также упростить конфигурацию схемы.
|
|
|
В полупроводниковых квантовых проволоках с их поперечным сечением порядка длины волны электрона (≈ l0 нм) энергии электронов квантуются и образуются квантовые подзоны. В результате ожидается, что транспортные свойства электронов в квантовых проволоках будут значительно отличаться от свойств объемных полупроводников. Таким образом, ожидается, что в новых приложениях для электронных устройств будут использоваться эти квантовые транспортные свойства. В квантовой проволоке, длина которой меньше, чем длина упругого рассеяния электронов, проводимость, как известно, квантована величиной примерно 2 e 2 / h при низкой температуре [1,2]. Это явление можно понять на основе баллистического движения электронов, заключенных в квантовую проволоку, и ожидается, что оно будет чувствительно к форме проволоки или шероховатости поверхности проволоки. Большинство экспериментальных квантовых проволок изготовлено путем имплантации сфокусированного ионного пучка или комбинации электронно-лучевой литографии и сухого травления для структуры гетероперехода GaAs / AlGaAs. Таким образом, вероятно, что шероховатость атомного порядка или повреждение кристалла появятся на поверхности квантовых проволок. В первой части работы авторы исследовали влияние рассеяния из-за шероховатости поверхности на квантование проводимости путем решения уравнения Больцмана. Квантовая проволока, длина которой больше, чем длина упругого рассеяния электронов, как было предсказано, может иметь заметную подвижность электронов в слабом поле, превышающую 107-108 cm2 V-1 s-1 при низкой температуре [3].
Напротив, в сильных электрических полях рассеяние на оптических фононах играет важную роль для транспорта электронов в квантовой проволоке. Авторы изучили транспорт электронов в квантовой проволоке при низкой температуре с помощью компьютерного моделирования [4]. Моделирование показывает, что в результате имеют место два типа переноса, а именно удержание электронов в области энергий ниже энергии оптических фононов и «убегание» скорости электронов [5]. Во второй части работы авторы продемонстрировали результат моделирования и обсудили возможность полевого транзистора с модуляцией скорости с каналом из квантовой проволоки. В квантовых проволоках плотность состояний имеет более острые пики на квантованных уровнях энергии, чем в квантовых ямах. Таким образом, ожидается, что резонансный туннельный ток через квантовые проволоки покажет большее отношение пикового / минимального значения на вольт-амперных характеристиках. В заключительной части работы авторы обсуждают возможные применения резонансных туннельных транзисторов [6,7], где двухбарьерные структуры для двумерного электронного газа в полевых транзисторах GaAs / AlGaAs с гетеропереходом формируются за счет полевого воздействия внешних двойных затворов Шоттки. Авторами предлагается транзистор, работающий как своего рода многоканальный поворотный переключатель, и рассматривается его применение в переключателе для сверхпроводящей соединительной сети, где связь осуществляется между клеммами с несколькими входами и выходами посредством сигналов. Транзисторы с резонансным туннелированием введены для уменьшения количества линий соединений, а также для упрощения конфигурации схемы.
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 76; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!