Образование квантовой ямы

Электрическое поле, создаваемое электронами в арсениде галлия и ионизированными примесями в твердом растворе арсенида галлия с алюминием приводит к изгибу зон и в, возникающей квантовой яме, образуется несколько уровней энергии.

Ограничение движения электрона в одном направлении (гетеропереход)

Формирование гетероперехода между полупроводниками с различной шириной запрещенной зоны

Электроны валентной зоны из области GaAs не могут попасть в область AlGaAs благодаря наличию потенциальной ступеньки. Электроны GaAs могут свободно двигаться по всем направлениям кроме перехода в AlGaAs. Таким образом, можно считать, что электроны в зоне гетероперехода GaAs – AlGaAs образуют двумерный электронный газ.

Если мы добавим еще один гетеропереход с левой стороны, как показано на рис. 2, то получим квантовую яму, в которой движение электронов оказывается ограниченным по всем пространственным координатам.

Рис. 2. Формирование квантовой ямы между полупроводниками с различной шириной запрещенной зоны

Поскольку движение электронов оказывается пространственно ограниченным, единственной степенью свободы для них остается подскок в зону проводимости с поглощением кванта энергии и возвращение обратно с излучением кванта. Мы получим квантовую точку.