Студопедия — Нуль-мерные системы
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Нуль-мерные системы






Дальнейшим расширением квантовых кристаллов являются 0D-системы, где электрон ограничен в своем движении во всех трех измерениях. Имеются различные названия для подобных квантовых систем: - квантовые точки, квантовые ящички, нано-кристаллы и т.д.

рис.7. Решетка цилиндрических нано-структур на поверхности другого материала, изготовленных методами лучевой литографии. Эффективный диаметр таких структур будет меньше физического вследствие существования локализованных поверхностных состояний.

рис.8. Нано-частицы, включенные в матрицу другого материала, например, полупроводниковые нано-кристаллы в оксиде кремния.

Рассмотрим квантовый ящик с бесконечным потенциальным отталкивающим электрон барьером с размерами Lx, Ly, Lz. Волновая функция электрона в этом случае имеет вид:

(52)

с соответствующим решением в виде стоячих волн:

. (53)

Энергия электрона в этом случае состоит из следующих компонент:

, (54)

где

. (55)

Индексы l, m, n независимо пробегают значения 1, 2, 3, …..

Эти дискретные энергетические уровни включаются в полную энергию системы, и в данной системе нет непрерывных распределений плотности энергетических состояний. Система энергетических уровней представляет собой как бы искусственные атомные образования. Соответственно, плотность состояний может быть записана как

. (56)

 

рис.9. Плотность состояний 0D-квантовой системы.

Рассмотрим куб со стороной a. В этом случае

(57)

Наименьшее значение энергетического уровня в этом случае равняется n2=12+12+12. Соответствующие энергетические уровни схематически показаны на рис.10

рис.10. Электронные и дырочные состояния в квантовой точке, изготовленной путем помещения квантового ящика в материал с более широкой запрещенной зоной.

Вследствие квантизации энергетических состояний эффективная ширина запрещенной зоны квантовой точки увеличивается. Если рассматривать одновременно электронные и дырочные состояния в квантовой точке, то эффективное изменение ширины запрещенной зоны квантового кристалла можно оценить из следующего соотношения:

,

где

- приведенная эффективная масса носителей заряда.

Для 10 нм GaAs квантового ящика эффективное изменение ширины запрещенной зоны составляет 0.2 эВ. Способность эффективно изменять ширину запрещенной зоны системы квантовых ящиков позволяют конструировать новые искусственные материалы с заданными желаемыми электронными и оптическими свойствами.

 

Литература:

А.В.Федоров и др. Оптические свойства полупроводниковых квантовых точек. Санкт-Петербург, Наука, 2011.

В.В.Парфенов. Квантово-размерные структуры в электронике; Оптоэлектроника. Казанский университет, Казань, 2007.

 

 

 

 







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 446. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Условия, необходимые для появления жизни История жизни и история Земли неотделимы друг от друга, так как именно в процессах развития нашей планеты как космического тела закладывались определенные физические и химические условия, необходимые для появления и развития жизни...

Метод архитекторов Этот метод является наиболее часто используемым и может применяться в трех модификациях: способ с двумя точками схода, способ с одной точкой схода, способ вертикальной плоскости и опущенного плана...

Примеры задач для самостоятельного решения. 1.Спрос и предложение на обеды в студенческой столовой описываются уравнениями: QD = 2400 – 100P; QS = 1000 + 250P   1.Спрос и предложение на обеды в студенческой столовой описываются уравнениями: QD = 2400 – 100P; QS = 1000 + 250P...

Определение трудоемкости работ и затрат машинного времени На основании ведомости объемов работ по объекту и норм времени ГЭСН составляется ведомость подсчёта трудоёмкости, затрат машинного времени, потребности в конструкциях, изделиях и материалах (табл...

Гидравлический расчёт трубопроводов Пример 3.4. Вентиляционная труба d=0,1м (100 мм) имеет длину l=100 м. Определить давление, которое должен развивать вентилятор, если расход воздуха, подаваемый по трубе, . Давление на выходе . Местных сопротивлений по пути не имеется. Температура...

Огоньки» в основной период В основной период смены могут проводиться три вида «огоньков»: «огонек-анализ», тематический «огонек» и «конфликтный» огонек...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия