Теория квантового циклотронного резонанса в полупроводниках при рассеянии носителей на нейтральных примесях

• Автор: Андреев, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 86 с. : ил.

Глава! Теория квантового циклотронного резонанса в
□ полупроводниках с изотропным энергетическим
спектром носителей заряда
| ^ I Вывод основной системы квантовых
кинетических уравнений
2 Одномерное квантовое кинетическое уравнение борновского приближения
^3 Решение основной системы квантовых
кинетических уравнений для мелких центров малого радиуса (В.1,11)
сЦз 4 Линия поглощения КЦР в случае
изотропной эффективной массы носителя и мелких центров малого радиуса (В!)
£■[ з Сравнение с экспериментом
6 Краткие выводы и основные результаты
главы I
ГлаваII. Теория квантового циклотронного резонанса в'
полупроводниках с резко анизотропным
энергетическим спектром носителей заряда
^21 Физическая картина осцилляций кинетических коэффициентов в
полупроводниках с резко анизотропной эффективной массой в квантующем магнитном поле
^2 2 Вычисление одномерного потенциала примеси для электрона Ландау с резко анизотропной эффективной массой
|2 з Линия поглощения КЦР в случае резко анизотропной эффективной массы носителя и центров малого радиуса (В.II)

Глава III.
Заключение Приложение I.
Приложение II.

|2 4 Краткие выводы и основные результаты
главы II
Магнитопримесные состояния частицы с
анизотропной эффективной массой в короткодействующем потенциале
фЗ 1 Адиабатическое приближение в задаче о
движении электрона Ландау с резко анизотропной массой в потенциале центра произвольной глубины
|3 2 Поперечное движение электрона Ландау в
сферически-симметричном прямоугольном примесном потенциале малого радиуса
|3 з Анализ волновых функций и уровней
энергии продольного движения
^3 4 Краткие выводы и основные результаты
главы Ш

Решение системы кинетических уравнений для
вигнеровской матрицы плотности и одноцентрового коррелятора в случае мелких примесей малого радиуса в резонансном приближении
Модельно-независимый метод расчета
продольных энергий электрона Ландау с резко • анизотропной массой в сферически-симметричном потенциале малого радиуса
Литература

Циклотронный резонанс (ЦР) в полупроводниках [1] является одним из мощных инструментов получения информации об их свойствах: эффективной массе и знаке носителей заряда; законе дисперсии носителей; взаимодействии носителей с колебаниями решетки и дефектами; типах и концентрации последних. Информация извлекается из экспериментальных данных по температурно-частотной зависимости кривой поглощения ЦР. Практический интерес представляют резонансная частота, площадь, форма и. пифии а линии циклотронного резонанса.
Измерение полуширины линии циклотронного резонанса 8из дает возможность идентифицировать различные механизмы рассеяния носителей заряда (поскольку &ш пропорциональна обратному времени релаксации тока и, грубо говоря, представляет собой сумму вероятностей различных процессов рассеяния).
Существуют два предельных случая циклотронного резонанса - классический ЦР, когда тепловая энергия носителя Т велика по сравнению с его циклотронной энергией Ншн (соответствующее магнитное поле называется классическим) и квантовый ЦР (КЦР), когда реализуется обратное неравенство Нсод > Т (соответствующее магнитное поле называется квантующим).
, Фундаментальный вклад в теоретические и экспериментальные исследования ЦР в нашей стране был сделан в Проблемной радиофизической лаборатории при МПГУ группой исследователей под руководством Е.М.Гершензона (см [2,11]и цитированную там литературу). На сегодняшний день эти работы стали классическими.
На настоящий момент для классического ЦР имеется хорогцее согласие экспериментальных и теоретических результатов по температурно-полевым зависимостям ширины линии ЦР для всех механизмов рассеяния носителей в полупроводниках: на фононах, ионизованных и нейтральных примесях (см. [3] и цитированную там литературу).
Кривая поглощения ЦР оказывается наиболее острой при низких тепературах, когда, во-первых, фононные механизмы уширения .сильно подавлены, а во-вторых, соответствующим выбором температурного интервала можно эффективно ’’включать и выключать” рассеяние на примесях того или иного типа.

Рис.9 График зависимости одномерного потенциала (II.12-П.13) от продольной координаты х = г//2 I. 1 - точный потенциал (11.12). 2 - аппроксимационный потенциал (11.13).