Министерство образования и науки Российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»

Физический факультет

Реферат По курсу лекций Тихова с.В.

“Использование метода конденсаторных фотоэдс для определения параметров сложных полупроводниковых структур”

Выполнил:

студент 545 группы

Усов Юрий

Нижний Новгород

2013 Г.

План работы

Квантово-размерные гетероструктуры (КРГ) стали за последние годы одним из основных объектов исследований и разработок в физике, технике и технологии полупроводников. Так называют структуры, активные области которых, т. е. области, в которых разыгрываются основные электронные процессы, имеют характерные размеры порядка де-бройлевской длины волны электронов _e= h/(2m_eE)^1/2, где m_e - эффективная масса электронов, E - их кинетическая энергия. Эти структуры классифицируют по размерности электронного газа в активных областях на гетероструктуры с двумерным (2D) газом или гетероструктуры с квантовыми ямами (ГКЯ), одномерным (1D) газом или гетероструктуры с квантовыми нитями (ГКН) и нульмерным (0D) газом или гетероструктуры с квантовыми точками (ГКТ). Второе название подчеркивает основную особенность таких структур, с которой связаны их основные свойства и технические применения, - это наличие квантования электронного газа, обусловленного пространственным ограничением движения электронов в одном, двух или всех трёх направлениях.

Кроме относительно простых структур с изолированными квантово-размерными областями широко изучаются и более сложные структуры, в которых имеет место взаимодействие этих областей друг с другом, приводящее к новым квантовым эффектам. К настоящему времени наиболее хорошо изучены гетероструктуры, содержащие периодическую последовательность взаимодействующих квантовых ям, - гетероструктуры с квантовыми сверхрешётками. В последнее время широко изучаются массивы связанных квантовых точек. Поскольку размерно-квантованные области имеют характерные размеры порядка единиц или десятка нанометров, область электроники, связанная с изучением и применением КРГ и других подобных структур получила название наноэлектроники.

Большой прогресс, достигнутый за последние 15 - 20 лет в развитии методов получения, в изучении электронных свойств и в технических применениях КРГ в значительной мере связан с развитием методов диагностики КРГ, т. е. методов определения различных характеристик и параметров КРГ: энергетического спектра электронов и дырок, размеров квантованных областей, шероховатости их границ, дисперсии по размерам, состава материала в тех случаях, когда материалом является твёрдый раствор, времён жизни неравновесных электронов и дырок в квантованных областях по отношению к различным процессам рекомбинации и эмиссии, параметров дефектов в этих областях и др. Очевидно, что знание этих характеристик КРГ имеет важное значение для совершенствования технологии, развития теории и улучшения технических характеристик этих структур.

Список основных сокращений и обозначений

Сокращения:

БШ - барьер Шоттки.

БФП - барьерная фотопроводимость.

ГКН - гетероструктура с квантовыми нитями

ГКТ - гетероструктура с квантовыми точками

ГКЯ - гетероструктура с квантовой ямой.

КРГ - квантово-размерная гетероструктура.

КТ (QD) - квантовая точка (quantum dot).

КЯ (QW) - квантовая яма (quantum well).

КФЭ - конденсаторная фотоэдс.

ОПЗ - область пространственного заряда.

ФЛ - фотолюминесценция.

ФП - фотопроводимость.

ФВЭ - фотовольтаический эффект.

Обозначения:

 - дифференциальный коэффициент оптического поглощения (в см ^-1).

^QW(QD) - коэффициент оптического поглощения КЯ (слоя КТ).

L_z - ширина КЯ.

V_ф - фотоэдс, фотосигнал.

I_ф - фототок короткого замыкания, фототок

J_П - интенсивность подсветки.

J₀ - интенсивность падающего освещения.

 J₀ - интенсивность освещения при наличии подсветки (J₀ << J_П).

W - ширина ОПЗ (барьера).

E_ei(hi) - границы (уровни) размерного квантования электронов (дырок). Отсчитываются от дна с-зоны (потолка v-зоны) для внутризонных процессов и от произвольного уровня для межзонных процессов.

E_lhi(hhi) - границы (уровни) размерного квантования для легких (тяжелых)дырок.