Магнитооптические свойства квантовых ям и квантовых проволок с примесными резонансными состояниями молекулярного типа

• Автор: Губин, Тихон Александрович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1 Влияние обменного взаимодействия на энергетический спектр и

оптические свойства резонансных 1У2 -состояний в квантовых ямах во

внешнем магнитном поле

1.1 Введение

1.2 Дисперсионное уравнение, описывающее резонансные В2 -состояния в квантовой яме при наличии внешнего магнитного поля
1.3 Влияние магнитного поля и обменного взаимодействия на среднюю энергию связи резонансного §-состояния. Сравнение с экспериментом
1.4 Спектры примесного магнитооптического поглощения в многоямной квантовой структуре с резонансными 1У2 -состояниями

Выводы к главе

Глава 2 Особенности примесной зоны, образованной резонансными состояниями электрона в поле регулярной цепочки О0 -центров в квантовой проволоке во внешнем продольном магнитном поле.
2.1 Введение
2.2 Дисперсионное уравнение, определяющее границы примесной зоны, образованной резонансными состояниями электрона в поле регулярной цепочки ^“-центров в квантовой проволоке
2.3 Зависимость ширины примесной зоны от величины внешнего магнитного поля и параметров диссипативного туннелирования
2.4 Эффективная масса электрона в примесной зоне
Выводы к главе
Глава 3 Эффект фотонного увлечения электронов в квантовой проволоке с примесной зоной во внешнем продольном магнитном поле
3.1 Введение
3.2 Расчет матричного элемента оптического перехода электрона из примесной зоны в гибридно-квантованные состояния квантовой проволоки в линейном по импульсу фотона приближении
3.3 Плотность тока фотонного увлечения электронов в квантовой проволоке при наличии внешнего продольного магнитного поля
3.4 Спектральная зависимость плотности тока фотонного увлечения при рассеянии электронов на системе короткодействующих примесей
Выводы к главе
Заключение
Библиографический список использованной литературы

Введение
В последние годы развитие нанотехнологий стимулировало прогресс в полупроводниковой наноэлектронике. В настоящее время имеется довольно широкий спектр её приборных приложений. В работе [1] предложена классификация одноэлектронных приборных структур, в основу которой положены выделенные в работе принципы. Большое количество известных в настоящее время наноэлектронных приборов рассмотренного типа может быть описано в рамках данной классификации. Структуры на основе одноэлектронного туннелирования (кулоновской блокады) [2] являются перспективными для создания широкого спектра твердотельных приборов [3-5]. Известно достаточно большое число структур рассматриваемого типа различной конфигурации и назначения, и количество публикаций на эту тему продолжает возрастать. Вследствие этого авторами работы [1] предложена классификация одноэлектронных приборов, доминирующим для которых является выделенный эффект. Достоинством классификации является то, что известные на момент опубликования работы приборы могут быть описаны с её использованием, а также то, что на её основе могут быть предложены новые приборы одноэлектроники [1]. Авторами [1] в основу классификации положены следующие принципы:
I. На основе характерных активных областей приборов различаются следующие классы одноэлектронных структур:
1) однотуннельные приборы, т.е. структуры, содержащие только один туннельный переход. Пример - одноэлектронный диод [6,7], содержащий р-п-переход с вырожденным газом носителей заряда;
2) цепочки туннельных переходов. К этому классу относятся структуры, содержащие два и более туннельных перехода в активной области, соединённые последовательно. Один из наиболее изученных приборов этого класса - одноэлектронный транзистор [8,9], содержащий два туннельных

характер искомой зависимости близок к линейной, что отвечает о~ -состояниям атомного типа, при 12<аа средняя энергия связи резонансного g-cocтoяния ~ -1в, что отвечает Г)2 -состояниям в КЯ.
3. В дипольном приближении получена аналитическая формула для коэффициента примесного магнитооптического поглощения в МКС с резонансными -состояниями с учётом лоренцева уширения энергетических уровней. Показано, что в спектрах примесного магнитооптического поглощения в МКС обменное взаимодействие проявляется в наличии осцилляций интерференционной природы, амплитуда которых достаточно быстро убывает с ростом среднего расстояния между нейтральными донорами.
4. В рамках обобщённого варианта модели Кронига-Пенни методом потенциала нулевого радиуса исследовано влияние внешнего магнитного поля и диссипативного туннелирования на ширину примесной зоны, образованной резонансными состояниями электрона, локализованного в поле регулярной цепочки Б° -центров в КП, туннельно-связанной с объёмным полупроводником. Получены дисперсионные уравнения, определяющие границы примесной зоны в КП с параболическим потенциалом конфайнмента. Показано, что во внешнем магнитном поле ширина примесной зоны уменьшается из-за уменьшения вероятности диссипативного туннелирования и степени перекрытия одноцентровых волновых функций электрона. Получено аналитическое выражение для эффективной массы электрона в примесной зоне КП. Показано, что с ростом периода регулярной цепочки о° -центров эффективная масса электрона в примесной зоне стремится к эффективной массе электрона в зоне проводимости КП. Выявлена достаточно высокая чувствительность ширины примесной зоны и эффективной массы примесного электрона к таким параметрам диссипативного туннелирования, как