Анизотропия энергетического спектра и оптические переходы в гетероструктурах p-GaAs/AlGaAs при одноосном сжатии

• Автор: Колоколов, Константин Игоревич
• Шифр специальности: 01.04.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1 Зонная структура и электронные свойства полупроводников и гетероструктур
1.1 Зонная структура квантовых ям в р-ОаАв/АІСаі-жАв
1.2 Энергетический спектр гетероструктур при деформациях
1.3 Межзонные оптические переходы в гетероструктурах
1.4 к-р метод
1.5 Вырожденные состояния валентной зоны
1.6 Деформация в кристалле
1.7 Изменение зонной структуры при деформации
Глава 2 Разностный метод численного решения задачи на собственные значения системы дифференциальных уравнений второго порядка
2.1 Разностная аппроксимация функций и их производных
2.2 Собственные значения и собственные векторы симметричной матрицы
Глава 3 Энергетический спектр одиночного гетероперехода р-ОаАз/АІо.БЙао.БАз
3.1 Зонная структура гетеропереходов и сверхрешеток
3.2 Потенциал валентной зоны в гетеропереходе р-СаАз/А1о.5Сао.5Аз
3.3 Зонная структура гетероперехода р-Са Ав/АІ0.5Са0.5 Аб
3.4 Изменение топологии поверхности Ферми под действием одноосной деформации

3.5 Изменение концентрации носителей в спиновых подзонах основного состояния
3.6 Эффективные циклотронные массы в дырочных подзонах
3.7 Анизотропия электрического сопротивления при одноосном сжатии
3.8 Долговременные релаксации сопротивления в гетероструктурах с большой концентрацией носителей
3.9 Долговременные релаксационные процессы, вызванные воздействием импульсов сильного электрического поля
Глава 4 Энергетический спектр симметричной прямоугольной квантовой ямы p-Alo.5Gao.5As/GaAs/Alo.5Gao.5As
4.1 Зонная структура и поверхность Ферми в симметричной прямоугольной квантовой яме
4.2 Прямоугольная квантовая яма при одноосном сжатии
Глава 5 Прямые межзонные оптические переходы в одиночном гетеропереходе р-ОаАз/А.бСаоАэ
5.1 Теория возмущений для оптических переходов
5.2 Прямые межзонные переходы между спиновыми подзонами основного состояния при отсутствии уширения уровней
5.3 Разрешенные и запрещенные прямые оптические переходы между дырочными подзонами
5.4 Изменение спектра поглощения под действием одноосной деформации
Основные выводы
Литература

Введение
Интерес к полупроводниковым сверхрешеткам возник в семидесятых годах в связи с выдвинутой Есаки и Цу [1] идеей реализации способа создания в кристалле одномерного периодического потенциала с периодом, меньшим длины свободного пробега электрона, путем изменения легирования или состава твердого раствора. Первая полупроводниковая сверхрешетка была выращена с помощью молекулярнолучевой эпитаксии. В этом методе кристалл выращивают в сверхвысоком вакууме с помощью атомарных или молекулярных пучков требуемых компонент, направляемых из высокотемпературных эффузионных ячеек на нагреваемую монокристал-лическую подложку. Пучки осаждают вещество со скоростью порядка нескольких атомных слоев в секунду.
Наибольший успех был достигнут в выращивании композиционных сверхрешеток в системе ОаАз/А1жСа1_х. Аз [2], поскольку А1, имеющий такую же валентность и ионный радиус, что и ва, будучи введен в решетку ваАз, не вызывает заметных искажений кристаллической структуры. Первые эксперименты на сверхрешетках С а А э / А1 г С а 1 _ ;с А з проводились для изучения особенностей переноса носителей [3] и для демонстрации квантовых свойств электронов в прямоугольных ямах, образованных краями зон в этих сверхрешетках [4]. В дальнейшем использование модулированного легирования в сверхрешетках ОаАз/А1х0а1_жА8 [5] расширило круг изучаемых физических явлений, включив в него новые фундаментальные эффекты, такие как квантовый эффект Холла [6], состояние с близким к нулю сопротивлением [7] и локализация электронов двумерного электронного газа в сильных магнитных полях [8].
Обнаружение уникального взаимного расположения краев зон на гетерогранице

Глава
Разностный метод численного решения задачи на собственные значения системы дифференциальных уравнений второго порядка
2.1 Разностная аппроксимация функций и их производных
Одним из методов решения дифференциальных уравнений является разностный метод. Для использования этого метода вводится понятие сетки на отрезке [а, Ъ] -любое конечное множество точек этого отрезка [56]. Функция, определенная в точках сетки, называется сеточной функцией. Узлы сетки удовлетворяют условиям:
а = хо < хх < х2 < ... < хц-1 < зд = Ь. (2.1)
Сетка называется равномерной, если расстояние между узлами сетки постоянно к = (Ь — а)/IV, где /г - шаг сетки.
При использовании разностного метода, рассматривают значения функции и ее производных не на отрезке, а в узлах соответствующей сетки. При этом значения функции и(х) в узлах сетки равны и,- = и(х.;). Значения производных вычисляются приближенно:
их%% = )/Л,
а?,г =: (*+1 *)/> (2*2)
— (г+1 1)/(2/й).