Транспортные свойства носителей тока в слоях квантовых точек в структурах на основе InAs/GaAs

• Автор: Голиков, Артем Викторович
• Шифр специальности: 01.04.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 176 с.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 Свойства квантовых точек
1.1 Механизм образования и свойства квантовых точек
1.2 Энергетический спектр и оптические свойства квантовых точек
1.3 Локализационные эффекты в низкоразмерных системах
ГЛАВА 2 Методика измерений и образцы
2.1 Методика измерения
2.2 Образцы
2.3 Ошибки измерений
ГЛАВА 3 Особенности проводимости и фотолюминесценции в короткопериодных сверхрешетках ЫЗаАя
3.1 Проводимость и магнетосопротивление
3.2 Фотолюминесценция
ГЛАВА 4 Транспорт и локализация
4.1 Сопротивление, магнетосопротивление, эффект Холла
4.2 Эффект Шубникова-де Гааза, квантовый эффект Холла
4.3 Локализация
4.4 Переход металл-изолятор
ГЛАВА 5 Замороженная фотопроводимость в структурах с квантовыми точками.
5.1 Температурные зависимости сопротивления

5.2 Эффект Шубникова- де Гааза
5.3 Релаксация замороженной фотопроводимости
Основные результаты и выводы
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
В последние годы структуры с квантовыми точками вызывают огромный научный интерес (см. например, обзоры [1,2,3]). Это связано в первую очередь с возможностью изучения в таких структурах фундаментальных физических эффектов, например, процессов локализации и рассеяния носителей тока [4,5], квантовых оптических свойств [6,7]. Самостоятельный интерес представляют процессы роста и энергетический спектр носителей тока [8,9,10,11] в таких структурах. Помимо научного значения систем с квантовыми точками, они очень перспективны для практического использования в полупроводниковых лазерах [12], транзисторах, элементах памяти [13].
На сегодняшний день наиболее широко представлены исследования оптических свойств квантовых точек, в то время как транспорт носителей тока в структурах с квантовыми точками гораздо менее исследован. Кроме того, в большинстве случаев исследуются структуры, в которых концентрация квантовых точек мала для того, чтобы обеспечить достаточное перекрытие волновых функций носителей, локализованных в соседних квантовых точках. В таких структурах слои квантовых точек не участвуют в проводимости непосредственно, однако могут влиять (как искусственные рассеивающие центры) на проводимость соседних двумерных слоев [14,15].
Транспорт в слоях квантовых точек представляет большой интерес с точки зрения фундаментальной физики, прежде всего с точки зрения теории локализации носителей тока - квантовые точки можно рассматривать как искусственно созданные локализационные центры. Поскольку квантовые точки обладают определенной шириной распределения геометрических параметров и,

Ограничивающие потенциалы для электронов и дырок, полученные с учетом наличия поля упругих деформаций, обозначим как Ус(гс) и V),(гь) соответственно.
Кроме того, деформации сдвига являются причиной пьезоэлектрической поляризации Р, создающей объемный заряд плотности рр:
где еук - пьезоэлектрический модуль.
Объемный заряд рр располагается на ребрах боковых граней пирамидок, причем ребра одной грани имеют разный знак. Пьезоэлектрический модуль Си =еш 1пАь примерно в 4 раза меньше, чем в ОаАя, поэтому результирующий пьезоэлектрический потенциал
сосредоточен, в основном, снаружи пирамидки. Потенциал Ур(г) зависит от размера точки, линейно возрастая с увеличением длины основания пирамидки.
Учет пьезоэлектрического потенциала Ур(г) понижает симметрию г оси квантовой точки с С4 до С2, что ведет к понижению вырождения. Для невырожденных уровней поправки, вносимые Ур(г), в первом порядке теории возмущений равны нулю. Поскольку учет пьезоэлектрического потенциала Ур(г) слабо влияет на уровни энергии, участвующие в оптических переходах ( не более 1 теУ), в дальнейшем он не будет учитываться.
В итоге, гамильтониан Н для электрон-дырочной пары в квантовой точке выглядит так:
Рр=-сПуР
(1.1.2)
(1.1.3)
Н(Ге,ГЬ)=Не,кш(Ге)+Уе(Ге)+Н№п(Гь)+Уь(гЬ)++Нс(ге,Г11)
(1.1.4)
(1.1.5)