DOI: 10.15330/pcss.18.1.94-101

В.І. Бойчук, І.В. Білинський, Р.І. Пазюк

Мінізонна електропровідність у надґратках кубічних квантових точок гетеросистеми InAs/GaxIn1-xAs

¹Дрогобицький державний педагогічний університет імені Івана Франка, вул. Стрийська,3, Дрогобич, 82100, Україна, ri.pazyuk@gmail.com

У даній роботі запропоновано модель надґраток кубічних квантових точок (НККТ) різної вимірності InAs/GaxIn1-xAs. Для визначення енергетичного спектру електронів та дірок надґратки квантових точок використано наближення ефективної маси та модифіковану модель Кроніга-Пенні. У рамках цієї моделі зміною відповідних відстаней між елементами НГ отримано спектри зарядів 3D-, 2D- та 1D-награток. Обчислено детально залежність енергій від хвильового вектора електронних та діркових надґраткових підзон: підбар'єрних та надбар'єрних. Кількість підбар'єрних підзон визначається розмірами КТ, а ширина кожної підзони задається розміром КТ, відстанями між надґратковими елементами та номером підзони. Отримано та проаналізовано залежність енергії Фермі та концентрації носіїв струму від температури, концентрації домішок, енергії домішкових рівнів. Враховано залежність часу релаксації електронів від температури, зумовлену розсіюванням носіїв як на фононах, так і на донорних центрах. Досліджено вплив домішкової системи на електропровідність НККТ. Показано, що за наявності глибоких домішок (-750 меВ) температурна залежність провідності InAs/GaxIn1-xAs НГ має характерні максимуми, які визначаються концентраціями домішок та вимірностями НГ. Для домішок з енергією залягання -150 меВ отримуємо іншу температурну залежність провідності. Ключові слова: квантова точка, надґратка, електронні стани, мінізона, електрична провідність.

Література

[1] P. Yu, M. Cardona, Fundamentals of Semiconductors: Physics and Materials Properties (Springer, Berlin, 2010).
[2] Tsu, R. Superlattice to nanoelectronics (Elsevier, Oxford, 2010).
[3] Н.В. Ткач, Ю.А. Сети, Физ. техн. полупр. 45, 387 (2011).
[4] M.V. Tkachetal. Rom. J. Phys. 57, 620 (2012).
[5] Ju.O. Seti, M.V. Tkach, I.V. Boyko, J. Optoelectron. Adv. Mater. 14, 393 (2012).
[6] V.A. Holovatsky, V.I. Gutsul, O.M. Makhanets, Rom. Journ. Phys. 52, 327 (2007).
[7] O.L. Lazarenkova, A.A. Balandin Journal of Applied Physics, 89 (10), 5509 (2001).
[8] O.L. Lazarenkova, A.A. Balandin Phys. Rev. B 66, 245319 (2002).
[9] В.І. Бойчук, І.В. Білинський, Р.І. Пазюк, Фізика і хімія твердого тіла, 17 (№3), 320 (2016).
[10] M.A. Cusack, P.R. Briddon, and M. Jaros, Phys. Rev. B 54, R2300 (1996).
[11] C. Goffaux, V. Lousse, and J.P. Vigneron, Phys. Rev. B 62, 7133 (2000).
[12] Jianping Wang, Ming Gong, Guang-Can Guo, Lixin Condensed Matter, 24 (47), 475302(12) (2012).
[13] G. Bastard, Phys. Rev. B25, 7584 (1982).
[14] В. Бойчук, Основи теорії твердого тіла (Коло, Дрогобич, 2010).
[15] R. Mohan, Y. Liang, Cutting Edge Nanotechnology (In Tech, 2010).
[16] Бонч-Бруевич В. Л., Калашников С. Г., Физика полупроводников (Наука, Москва, 1990).