Влияние сильных электрических и магнитных полей на оптические и электрические свойства сверхрешеток

• Автор: Завьялов, Дмитрий Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 106 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ.
Содержание
Введение
ГЛАВА1. Сверхрешетки и нелинейные волны
ГЛАВА 2. Поглощение света электронами в квантующем электрическом поле
§ 2.1. Вычисление коэффициента поглощения в случае произвольной функции распределения носителей в
минизоне
§ 2.2. Вычисление коэффициента поглощения в отсутствие разогрева электронного газа
§ 2.3. Коэффициент поглощения бихроматической электромагнитной волны при произвольной функции
распределения
Выводы
ГЛАВА 3. Влияние нелинейных электромагнитных волн на электронные свойства сверхрешеток
§ 3.1. Проводимость сверхрешетки в условиях воздействия нелинейной электромагнитной волны
§ 3.2. Рассеяние нелинейных электромагнитных волн электронами одномерной сверхрешетки
Выводы
ГЛАВА 4. Осцилляции магнитной восприимчивости квантовой полупроводниковой сверхрешетки в сильном магнитном поле
Выводы
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ.
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ.
Возросший в последнее время интерес к нелинейным явлениям стимулировал создание материалов, способных проявлять необычные (в том числе и нелинейные) свойства в легко достижимых экспериментально условиях. Одним из таких материалов является полупроводниковая сверхрешетка (СР), представляющая собой структуру, в которой помимо потенциала кристаллической решетки на электрон действует дополнительный, искусственно созданный потенциал с периодом, значительно превышающим период кристаллической решетки. Дополнительный потенциал приводит к дроблению энергетических зон кристалла вблизи краев, вследствие чего энергетический спектр электронов в образовавшихся минизонах становится сильно непараболичен. Это, в свою очередь приводит к тому, что существенная нелинейность электронных свойств СР проявляется уже в полях умеренных напряженностей (~103 В/см). Так, именно в сверхрешетке стало впервые возможно наблюдать эффект штарковского квантования (т.е. проявления дискретной части спектра носителей тока) в сильном постоянном электрическом поле. Очень важно также, что электромагнитные (ЭМ) волны,
распространяющиеся в квантовой СР, становятся сильно нелинейными уже при относительно слабых полях (на 2-3 порядка слабее, чем в обычных полупроводниковых материалах). Одним из следствий этого является возможность распространения в СР нелинейных периодических ЭМ волн. В связи с этим представляется актуальным исследовать электронные свойства сверхрешеток в

Глава
Поглощение света электронами сверхрешетки в квантующем электрическом поле
Введение
Влияние постоянного электрического поля на поглощение света в твердых телах может быть особенно интересным в полупроводниковых сверхрешетках (СР). Это связано с тем, что в СР поля уже умеренных напряженностей (~ 103В/см) могут не только привести к разогреву электронного газа, но и кардинально изменить динамику носителей тока в минизоне проводимости [31, 32].
Кроме того, эффект электропоглощения света в полупроводниковых сверхструктурах может стать основой для создания целого ряда оптоэлектронных устройств [89] (оптических модуляторов [90], оптических логических вентилей [91], лазерных диодов с синхронизацией мод [92], и др.). Следует также отметить, что именно в экспериментах по межзонному электропоглощению [42] было надежно подтверждено явление штарковского квантования энергетического спектра носителей заряда в сверхрешетках [СР].
Теория эффекта межзонного поглощения света в СР в условиях квантующего электрического поля развита, например в работе [22]. Внутризонное поглощение света в классически сильном электрическом поле теоретически исследовано в работе [93], в которой учтено динамическое (не связанное с эффектом разогрева носителей) влияние постоянного электрического поля на рассеяние электронов фононами. В работе [94] исследован поляронный эффект при элекгропоглощении в СР. Работа [95] посвящена изучению внутриминизонного элекгропоглощения света электронами поверхностных СР.
В данной главе исследовано внутризонное поглощение света