Анализ особенностей оптических и электрических свойств сложных алмазоподобных полупроводников и гетероструктур на их основе

• Автор: Борисенко, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 192 с. : ил.

1. МОДЕЛЬ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА И ВОЛНОВЫХ ФУНКЦИЙ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА

1.1. Введение

• 1.2. Обобщенная четырех-зонная модель энергетического спектра носителей заряда в

прямозонных алмазоподобных полупроводниках А2В4С52 с решеткой халькопирита

1.2.1. кР—теория возмущений

1.2.2. Дисперсия энергетического спектра электронов и дырок.

Приближенные решения

1.2.3. Параметры зонного спектра и эффективных масс

носителей заряда

1.3. Методика расчета энергетического спектра электронов сверхрешетки

типа ОаАя / А1хОа|.хАз без поля

1.3.1. Трех зонная модель Кейна
1.3.2. Модель энергетического спектра квазидвумерных электронов сверхрешетки
1.4. Методика расчета энергетического спектра и волновых функций электронов
сверхрешетки в квантовых электрических полях в области штарковской локализации
2. МЕХАНИЗМЫ РАССЕЯНИЯ
2.1. Введение
2.2. Электрон-фононное взаимодействие в алмазоподобных
полупроводниках А2В4С52
2.2.1. Рассеяние на дальнодействующем потенциале оптических
^ и акустических фононов
2.2.2. Рассеяние на деформационном потенциале акустических
и оптических фононов
2.3. Рассеяние на плазмонах
2.4. Электрон-фононное взаимодействие в сверхрешетках типа ОаАз/АІхОаі.хАя
в модели объемного фононного спектра
2.4.1 Вероятность рассеяния

2.4.2. Полярные оптические фононы
2.4.3. Акустические фононы
2.5. Влияние размерного квантования фононного спектра на электрон-фононное
взаимодействие в сверхрешетках типа ОаАз/А1хОаі.хАз
2.5.1. Полярные оптические фононы
2.5.2. Акустические фононы
2.6. Рассеяние электронов на ионах примеси в сверхрешетках типа ОаАэ / А1хОа|.хАз
с легированными квантовыми ямами
3. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
3.1. Введение
3.2. Поляризационная зависимость края собственного поглощения
в прямозонных алмазоподобных полупроводниках А2В4С52
3.2.1. Теория края собственного поглощения в прямозонных алмазоподобных полупроводниках А2В4С52
3.2.2. Численный анализ края собственного поглощения в прямозонных соединениях СсйпАвг и СсЮеАвг
3.3. Особенности селективного поглощения на дырках в алмазоподобных
полупроводниках А2В4С52
3.3.1. Теория селективного поглощения на дырках в алмазоподобных полупроводниках А2В4С52
3.3.2. Численный анализ селективного поглощения на дырках в узкозонных полупроводниках СбСеАвг и ЕпвпАзг
3.4. Штарковский сдвиг в спектре межподзонного поглощения сверхрешетки
типа и-АЗаАз / А1хОаі.хАз
4. КИНЕТИКА НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА
4.1. Введение
4.2. Методика численного решения уравнения Больцмана для носителей заряда
в области слабых электрических полей и неупругих механизмов рассеяния
4.2.1. Алмазоподобные полупроводники А3В5 с изотропным параболическим законом дисперсии носителей заряда
4.2.2. Алмазоподобные полупроводники А2В4С52 с анизотропным непараболическим законом дисперсии носителей заряда
4.2.3. Сверхрешетки типа ОаАаТУхСа^Аз
4.3. Подвижность электронов в ваАв, определяемая рассеянием на полярных

оптических фононах
4.4. Анизотропия и температурная зависимость подвижности
электронов и дырок в CdGeAs2
4.4.1. Электроны
4.4.2. Дырки
4.5. Подвижность квазидвумерных электронов сверхрешетки GaAs / Alo.36Gao.64As
• в области низких температур в приближении объемного фононного спектра
4.6. Зависимость времени релаксации квазидвумерных электронов от параметров
сверхрешетки GaAs/AlxGai.xAs при рассеянии на акустических фононах
4.7. Анализ неупругого рассеяния квазидвумерных электронов сверхрешетки
GaAs / AlxGai.xAs на акустических фононах
4.8. Дисперсия времени релаксации квазидвумерных электронов при рассеянии
на ионах примеси в сверхрешетке с легированньми квантовыми ямами
4.9. Влияние размерного квантования фононного спектра на подвижность
электронов в СР типа GaAs / AlxGai_xAs
4.9.1. Полярные оптические фононы
4.9.2. Акустические фононы
4.10. Электронная проводимость СР типа GaAs / AlxGai_xAs в квантующих
электрических полях в области резонансного протекания
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ц/Р1 {к,к±д)*ч’р1(д)(мР1+±±^)ь(Е{к±д)-Е(к)±Па>р1), (2.43)
м’рр (?) = Пв (!>/>/- СРЬ ~. (2.44)
£0 ?
Следует отметить, что константа плазмон-электронного взаимодействия Срр = 1/еа> во много раз больше, чем константа взаимодействия электронов с полярными оптическими фононами в алмазоподобных полупроводниках А3В5 - 1 / г.* = 1/г.,* -1 /е5. Для ОаАз
— 1
при £да =11.6 и = 13.7 константы взаимодействия равны е«, =8.6-10 ,
е*”' = 1.3 -10-2.
Чтобы оценить условие существования данного рассеяния, запишем квазиклассиче-ское уравнение для отклонения электронов от положения равновесия 5х за счет плазменных колебаний, распространяющихся вдоль оси х. С учетом сил трения, описываемых эффективным временем релаксации т, без учета сил упругости электронного газа это уравнение имеет простой вид
а х г „ dx
—т = -шР15х-~~-. (2.45)
с1г т. &
Решениями этого линейного дифференциального уравнения являются затухающие экспоненциальные функциие х , со р/ т2 «
± ■ (2-46)
, (0 рр X »
Из свойств этих решений следует, что плазменные колебания и рассеяние на плазмо-

нах имеет место при условии » 1. При выполнении данного условия время жизни
плазмона в два раза превышает эффективное время релаксации [114].