Читать онлайн «Моделирование энергетического спектра носителей заряда в туннельно-резонансных структурах»

КОНДЕНСИРОВАННЫЕ СРЕДЫ И МЕЖФАЗНЫЕ ГРАНИЦЫ, Том 13, № 3, С. 363—368 УДК 537. 311. 322 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ТУННЕЛЬНО-РЕЗОНАНСНЫХ СТРУКТУРАХ © 2011 В. В. Филиппов1, А. А. Заворотний1, Е. Н. Бормонтов2 1 Липецкий государственный педагогический университет, ул. Ленина 42, 398020 Липецк, Россия 2 Воронежский государственный университет, Университетская пл. 1, 394006 Воронеж, Россия Поступила в редакцию 20. 07. 2011 г. Аннотация. Выполнена оценка смещений уровней энергетического спектра в прямоугольной квантовой яме с дополнительным провалом, служащая основой при расчетах контрастности вольт-амперных характеристик туннельно-резонансных структур. Показано, что смещения положений основного и первого возбужденного уровней качественно определяются рельефом и глубиной квантовой ямы. Ключевые слова: квантовая яма, волновая функция, уравнение Шредингера, туннельно- резонансный диод. ВВЕДЕНИЕ Одним из перспективных приборов наноэлек- В современной полупроводниковой микро- и троники является резонансно-туннельный диод наноэлектронике широкое применение получили (РТД). Для создания нового поколения РТД и гете- слоистые структуры с переменным составом или ролазеров с раздельным электронным и оптиче- непостоянным профилем легирования [1—2]. Осо- ским ограничением [6, 7] применяются структуры бые структуры пониженной размерности позволя- с прямоугольными квантовыми ямами, в центре ют создавать приборы качественно нового уровня которых имеется дополнительный провал (рис. 1). [3]. Как правило, для объяснения свойств и режи- Благодаря энергетическому провалу возникают мов работы указанного типа полупроводниковых новые возможности для управления положением приборов необходимо прибегать к квантовомеха- квантовых уровней в широкой основной части ямы. ническому описанию моделей устройств [4, 5]. В литературе отсутствует достаточно полное тео- Рис. 1. Схема дна зоны проводимости в слоистой структуре, образующей квантовую яму со сложным профилем КОНДЕНСИРОВАННЫЕ СРЕДЫ И МЕЖФАЗНЫЕ ГРАНИЦЫ, Том 13, № 3, 2011 363  В. В. ФИЛИППОВ, А. А. ЗАВОРОТНИЙ, Е. Н. БОРМОНТОВ ретическое описание зависимости энергетическо- го спектра от положения и ширины провала в квантовых ямах сложной формы, позволяющее описывать характеристики некоторых приборов наноэлектроники. (5) В данной работе выполнена оценка смещений уровней энергетического спектра в прямоугольной квантовой яме, в которой имеется дополнительный провал, расположенный несимметрично относи- тельно стенок ямы. Полученные значения энергий где определяют положения пиков ВАХ туннельно- резонансных структур, имеющих сложный про- , (6) филь легирования или гетерограницы внутри ак- тивной части резонансного устройства.