Электронный транспорт в связанных квантовых ямах AlxGa1-xAs/GaAs/AlxGa1-xAs и GaAs/InyGa1-yAs/GaAs

• Автор: Васильевский, Иван Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 182 с. : ил.

Глава 1. Квантовые ямы
1.1. Структуры с квантовыми ямами
1.2. Свойства двумерных электронов в квантовых ямах
1.2.1. Энергетический спектр, оптические свойства
1.2.2. Транспортные свойства
1.2.3. Аномальное магнетосопротивление в слабом магнитном поле
1.2.4. Магнетотранспорт в квантующем магнитном поле
1.2.5. Влияние тонкого барьера в квантовой яме на зонную структуру
1.3. Рассеяние двумерных электронов
1.3.1. Модель диэлектрического континуума для оптических фононов
1.3.2. Рассеяние электронов на оптических фононах
1.3.3. Рассеяние электронов на ионизированных примесях
1.3.4. Рассеяние на шероховатостях гетерограниц
1.4. Подвижность электронов в квантовой яме
1.4.1. Влияние ширины квантовой ямы на подвижность электронов
1.4.2. Влияние барьера в квантовой яме на подвижность
электронов при рассеянии на оптических фононах
1.4.3. Влияние заполнения подзон на подвижность электронов в
квантовых ямах при рассеянии на оптических фононах
1.5. Применение структур с квантовыми ямами
Глава 2. Образцы и методики исследования
2.1. Образцы. Структура и рост
2.2. Характеризация образцов
2.2.1.Исследования структуры слоев методом
масс-спектроскопии вторичных ионов (ВИМС)
2.2.2 Характеризация образцов методами рентгеновской

дифрактометрии и рефлектометрии
2.3. Методики измерения температурных зависимостей сопротивления и гальваномагнитных эффектов
2.4. Методики измерения спектров фотолюминесценции и фотоотражения
Глава 3. Зонная структура и оптические свойства квантовых ям , АІхСаьхАвЛЗаАз/АІхСЗаі-хАз и СаАзЛпуСаьуАз/ЭаАэ
3.1. Расчет зонной структуры исследованных образцов
3.2. Зонная структура образцов первого типа
с КЯ АІхОа^хАБЛЗаАз/АІхОаі-хАз
• 3.3. Зонная структура образцов второго типа с КЯ СаАз/ІПуСа^уАв/СаАз
3.4. Спектры фотолюминесценции образцов с КЯ ОаАз/ІпуОаі_уАз/ОаАз
3.5. Спектры фотоотражения образцов с КЯ
АІхОа^хАз/СаАз/АІхОаі.хАз
* Глава 4. Электронный транспорт в квантующем магнитном поле в квантовых ямах А^СаьхАзДЗаАз/А^Эа^хАз и СаАзЛпуСаьуАзЛЗаАз
4.1. Эффект Шубникова-де Гааза и квантовый эффект Холла
4.1.1 Образцы первого типа с КЯ АЦСа^хАз/ОаАз/АУЗа^хАз
4.1.2 Образцы второго типа с КЯ ОаАз/ІпуОаі_уАз АЗаАз
ф 4.2. Магнетотранспорт в продольном магнитном поле
Глава 5. Электронный транспорт в слабых магнитных полях в
# квантовых ямах АІхСа^хАзАЗаАз/АІхСаі-хАз и ЭаАє/ІпуЭат-уАг/ЭаАэ
5.1. Температурные зависимости сопротивления, слабая локализация
носителей тока
5.1.1. Образцы первого типа с КЯ А1хОаі_хАз/ОаАз/А1хОаі_хАз
5.1.2 Образцы второго типа с КЯ ОаАэ/ 1пуОа]_уАз /СтаАв

5.2. Температурные зависимости холловских подвижностей
и концентраций электронов
5.2.1. Образцы первого типа с КЯ А1хОа1_хАз/ОаАз/А1хОа1_хАз
5.2.2 Образцы второго типа с КЯ ваАв/ 1пуСа1_уАз /ваАв
5.3. Влияние потенциальных вставок в КЯ на зонную структуру и
подвижность электронов
5.4. Анализ холловских подвижностей и концентраций электронов
^ в структурах с несколькими каналами проводимости
Глава 6. Отрицательное магнетосопротивление
6.1. Различные методы вычисления интерференционной квантовой
поправки к проводимости Дет
® 6.2. Новый численный метод расчета поправки Да в произвольном
магнитном поле
6.2.1. Асимптотики для приведенного интеграла 1Ьп(ц)
6.2.2. Эффективный метод численного интегрирования для
вычисления 1Ьп(с1)
6.3. Экспериментальные данные по отрицательному магнетосопротивлению
и их сравнение с расчетом
6.3.1. Анализ магнетосопротивления в средних магнитных полях
Ви.<В<В5ан
^ 6.3.3. Отрицательное магнетосопротивление в структурах с одной
заполненной подзоной
6.3.3. Отрицательное магнетосопротивление в структурах с несколькими заполненными подзонами
* 6.4. Анализ данных при наличии слабой спиновой релаксации
Основные результаты и выводы
Заключение
Литература

8.0х1016
6.0x1016
4.0X1016
2.0x1018
Рис. 1.11. Подвижность ц, нормированная проводимость цп, (а) и положение уровня Ферми ЕР относительно энергий подзон (б) в зависимости от суммарной концентрации электронов (п,) в квантовой яме шириной Ь=15 нм без барьера (сплошная линия). Подвижность, проводимость (а) при введённом в центр КЯ тонком барьере А1Аз (пунктир). Е|, Е2, Е3 - энергии размерно-квантованных уровней [41].
^ За счёт роста заполнения электронами верхних подзон и эффективного роста
межподзонного рассеяния с эмиссией ПО фонона наблюдаются спады подвижности при каждом превышении уровня Ферми дна одной из вышележащих подзон (см. рис. 1.11 Ь).
Рост подвижности наблюдается при таких значениях суммарной концентрации ф электронов, когда заполнение верхней подзоны мало, в этом случае подвижность
электронов в этой подзоне высокая и даёт существенный вклад в усреднённую подвижность.
• При введении тонкого барьера А1АЭ энергетический зазор между подзонами
увеличивается, и межподзонное рассеяние уменьшается, что позволяет достичь больших значений проводимости и при увеличенной суммарной концентрации электронов в подзонах (см. пунктир на рис. 1.11 а).