Энергетическая релаксация электронов в 2D-канале гетеропереходов GAAS/ALGAAS и транспортные процессы в структурах полупроводник-сверхпроводник на их основе

• Автор: Смирнов, Константин Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Содержание
Введение Глава I. Электрон-фононное взаимодействие в двумерном электронном газе в АЮаАэ/ОаАз гетероструктурах.
1.1. Основные свойства двумерного электронного газа в гетероструктурах АЮаАз/ОаАз.
1.2. Основные положения теории электрон-фононного взаимодействия в двумерном газе.
1.3. Электрон-фононное взаимодействие в двумерном электронном газе в магнитном поле В, перпендикулярном 20 слою.
1.4. Обзор экспериментальных результатов.
1.5. Выбор объекта исследования и постановка задачи.
Глава II. Методика измерения времен энергетической релаксации электронов двумерного газа АЮаАз/ОаАя гетероструктур и описание исследуемых образцов.
2.1. Методика измерения времен энергетической релаксации в 20 газе АЮаЛз/ОаАз гетероструктур.
2.2. Осцилляции Шубникова-де Гааза. Оценка условий квазиравновесности измерений времен энергетической релаксации в АЮаАз/ОаАэ гетероструктурах.
2.3. Исследуемые структуры на основе одиночного гетероперехода АЮаАй/ОаАз.
Глава III. Время энергетической релаксации на гетерогранице АЮаАз/ОаАэ в квазиравновесных условиях.
3.1. Время энергетической релаксации 20 электронов в диапазоне температур 4.2 - 50 К.

3.2. Время энергетической релаксации электронов в магнитном поле, перпендикулярном 2Б слою.
3.3. Выводы.
Г лава IV. Многократное андреевское отражение в гибридных структурах на основе сверхпроводящего нитрида ниобия и гетероперехода АЮаАБ/СаАз.
4.1. Обзор литературы и постановка задачи.
4.2. Создание гибридных структур 8-20-8 на основе
гетероструктур АЮаАэ/ОаАз и МэК1 в качестве
сверхпроводника.
4.3. Экспериментальные результаты и их обсуждение.
4.4. Выводы.
Заключение Список публикаций автора
Литература
Основные обозначения.
В - индукция магнитного поля; с - скорость света; ё- ширина квантовой ямы; е- заряд электрона;
Е-энергия;
ДБ частота модуляции;
Ь - постоянная Планка;
I- транспортный ток;
к - волновой вектор электрона;
кр - волновой вектор электрона на поверхности Ферми; кв- постоянная Больцмана;
1ц- магнитная длина;
£е- длина свободного пробега электрона; т - масса электрона
Б1Н - плотность состояний на уровне Ландау;
п5 - поверхностная концентрация носителей;
ре- мощность энергетических потерь, приходящаяся на один
электрон;
ц - волновой вектор фонона;
рР- импульс электрона на поверхности Ферми;
Ре- мощность падающего электромагнитного излучения;
II- сопротивление проводника;
Ян - холловское сопротивление;
Эх - скорость звука;
Ьь - скорость продольного звука; ьт - скорость поперечного звука;
Т - температура;

Сравнивая значение двумерной плотности состояний, полученной в

магнитном поле, с плотностью состояний при В=0 (£>0 =—-), можно

получить, что плотность состояний на уровне Ландау Лн равна произведению 1)0 на Исос. Таким образом, каждый уровень Ландау, созданный магнитным полем, собирает состояния континуума из интервала Тгсос.
Если уровень Ферми Ер попадает в щель между уровнями Ландау, при нулевой температуре, когда все состояния ниже уровня Ферми заполнены, а выше уровня Ферми пусты (т.е. при заполнении N нижних уровней Ландау), поверхностная концентрация электронов в 20 слое есть:
п,=Шн. (1.21)
В общем случае заполнение уровней Ландау характеризуется фактором заполнения:
п, ЯП, %
У~¥~~еВ~’ (1.22)
который может принимать как целые, так и дробные значения. В данном определении фактора заполнения предполагается, что на каждом уровне Ландау может находиться по два электрона с противоположно направленными спинами. Такой способ определения V является наиболее употребительным, и мы будем пользоваться именно им.
В рассмотренном идеальном двумерном электронном газе при наличии магнитного поля плотность состояний является системой 5-функциональных пиков, а каждый из уровней Ландау вырожден с кратностью 1ЧН. В реальной ситуации при наличии в системе беспорядка к энергии электронов на уровне Ландау прибавляется флуктуирующая в пространстве часть потенциала еУ(г). Дискретные уровни Ландау приобретают конечную ширину (рис.5). Подавляющая часть электронов