Распространение нелинейных электромагнитных волн в неоднородных квантовых сверхрешетках

• Автор: Попов, Константин Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 102 с.

СОДЕРЖАНИЕ.
Содержание
Введение
ГЛАВА 1. Неоднородные квантовые сверхрешетки и нелинейные волны
ГЛАВА 2. Квазиклассические процессы в сверхрешетках
§ 2.1. Поглощение нелинейных волн при ионизации примесных центров
§ 2.2. Коэффициент поглощения нелинейных волн при ионизации примесей в присутствии ВЧ-поля
§2.3. Межминизонный пробой в постоянном электрическом поле и поле нелинейной волны
§ 2.4. Выводы
ГЛАВА 3. Увлечение носителей тока нелинейными волнами в процессе ионизации примесей
§3.1. Ток увлечения при ионизации примесей нелинейными периодическими волнами
§ 3.2. Увлечение свободных носителей бризером
§ 3.3. Выводы
ГЛАВА 4. Распространение уединенных электромагнитных волн в неоднородных сверхрешетках

§4.1. Стабилизация формы электромагнитного солитона постоянным электрическим током
§ 4.2. Фильтр уединенных волн на основе квантовой сверхрешетки
§ 4.3. Выводы
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ.
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ.
В последние десятилетия бурное развитие получила полупроводниковая техника. Это связано как с более углубленным исследованием свойств полупроводниковых материалов, так и с открытием и внедрением новых перспективных материалов. В частности, одним из таких материалов стала полупроводниковая квантовая сверхрешетка (СР), впервые синтезированная в начале 70-х годов. Практическое применение СР началось уже в 80-х годах, и сейчас мы имеем целый спектр полупроводниковых приборов на основе квантовых СР от диодов и транзисторов с рядом уникальных свойств до различных элементов лазерной техники.
Столь широкий спектр применения СР обусловлен разнообразием их физических свойств. Так, например, наличие в вольтам-перной характеристике СР участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением позволяет использовать квантовую СР в качестве генератора волн субмиллиметрового диапазона. Не менее интересными, а, возможно, и более перспективными, представляются оптические свойства СР. Очень важно, что электромагнитные (ЭМ) волны, распространяющиеся в квантовой СР, становятся существенно нелинейными уже при относительно слабых полях по сравнению с обычными полупроводниковыми материалами. Одним из следствий этого является возможность существования в СР нелинейных периодических и уединенных (солитонов, бризеров) волн, которые могут быть использованы в микроэлектронике в качестве носителей информации. Но экспериментальное изучение распространения нелинейных волн в полу-

(2.3)
2(0 р1 и
здесь К - полный эллиптический интеграл первого рода, Е - амплитуда напряженности электрического поля волны, и - скорость волны.
Будем считать, что длина ЭМ волны велика по сравнению с периодом СР и с радиусом локализации примеси, тогда в выражении для поля нелинейной волны мы можем пренебречь пространственной дисперсией, положив в (2.1) ъ — 0.
При глубоком залегании примеси (V »со) процесс ионизации представляет собой туннелирование электрона через потенциальный барьер и носит квазиклассический характер. Вероятность ионизации в этом приближении может быть записана с экспоненциальной точностью в виде (1.6), где
8 - классическое действие, набираемое частицей при подбарьерном движении , причем момент времени начала туннелирования 1;о определяется условием (из (1.8))
Для нахождения 8(1) достаточно рассмотреть [72,88] одномерное классическое уравнение движения
5 = { [<0 + V] Л ,
(2.4)

8( 10) = -У.
(2.5)
тг=еЕЛ О,

(2.6)
с начальным условием
Рх(0) = 0.
(2.7)