Резонансно-туннельный транспорт в сверхрешетках со слабой туннельной связью в сильных электрическом и магнитном полях

• Автор: Теленков, Максим Павлович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с. : ил.

Обзор литературы

Глава 1. Микроскопическая модель последовательного резонансно-туннельного транспорта в сверхрешетках со слабой туннельной связью

1.1. Введение

1.2. Основные предположения. Базовый математический аппарат

1.3. Рассеяние на ионизованных примесях

1.4. Рассеяние на фононах

1.5. Рассеяние на шероховатости гетерограниц

1.6. Результаты численного моделирования и их обсуждение

1.7. Заключение

Приложение 1

Приложение 1

Приложение 1
Приложение 1
Приложение 1
Приложение 1
Приложение 1
Глава 2. Спектр электрона в квантовой яме в сильных наклонном магнитном и поперечном электрическом полях
2.1. Введение
2.2. Метод расчета
2.3. Результаты численного моделирования и их обсуждение
2.4. Заключение
Приложение 2
Приложение 2
Глава 3. Резонансно-туннельный транспорт в сверхрешетках со слабой туннельной связью в сильном наклонном магнитном поле
3.1. Введение
3.2. Модель
3.3. Результаты численного моделирования и их обсуждение

3.4. Заключение
Приложение 3
Приложение 3
Заключение. Основные результаты работы
Основные публикации автора по теме диссертации
Список цитируемой литературы

Проявляемый в последние годы значительный интерес к изучению поперечного транспорта в полупроводниковых сверхрешетках и структурах с квантовыми ямами обусловлен прежде всего использованием явления резонансного туннелирования в таких структурах для селективной накачки верхних подзон размерного квантования, достижения инверсной заселенности подзон и создания униполярных инжекционных ИК-лазеров на межподзонных оптических переходах [1], а также открытием новых эффектов, связанных с резонансно-туннельным характером протекания тока в таких структурах, например, токовой мультистабилыгости [2,3] и возникновения самоподдерживаю-щихся высокочастотных осцилляций тока в поперечном постоянном электрическом поле [4-6].
В основе указанных явлений лежит резонансно-туннельный характер протекания тока. При этом принципиально важную роль в туннельном транспорте играют процессы рассеяния носителей, существенным образом определяя как величину туннельного тока, так и профиль туннельного резонанса. Поэтому при моделировании туннельного транспорта в сверхрешетках и структурах с квантовыми ямами учет процессов рассеяния носителей в процессах туннелирования чрезвычайно важен. При этом для количественного описания данного явления процессы рассеяния необходимо не привносить извне, как феноменологический параметр, а проводить их учет в процессе рассмотрения резонансного туннелирования на микроскопическом уровне.
Более того, для корректного описания процессов резонансного туннелирования в сильном электрическом поле, в частности туннелирования в высоколежащие подзоны, необходимо учитывать влияние электрического поля на процессы рассеяния, а также принимать во внимание наличие большого числа связанных электрическим полем подзон размерного квантования.
Значительный шаг в этом направлении был сделан в работах А.Вакера [8-10]. Им была построена микроскопическая модель, основанная на аппарате одноэлектронных функций Грина [7], позволившая без использования подгоночных параметров получить согласующиеся с экспериментом плотности туннельного тока. Однако диапазон применимости данной модели ограничен областью достаточно слабых электрических полей, для которых выполняется условие
еГа < Е]

и,, мэВ
Рис. 1.6. Фрагменты зависимостей плотности туннельного тока между соседними квантовыми ямами от падения напряжения на периоде для сверхрешетки СаАз/А1о.зСао.7Аз в области электрических полей в окрестности третьего резонанса, рассчитанные с учетом (сплошная линия ) и без учета (пунктирная линия) порога упругих процессов. Концентрация примесей птр = 1.75-1010 см'2.
Таблица 1
Без учета порога упругих процессов С учетом порога упругих процессов
/“, мА/см2 191.72 146
Г,мэВ 4.05 5
Г_/Г+ 0.84 0