DOI: 10.15330/pcss.18.3.288-296

І.В. Бойко¹, M.В. Ткач², Ю.О. Сеті²

Самоузгоджений розрахунок потенціального профілю GaN/AlN резонансно-тунельних структур

¹Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, вул. Руська 56, м. Тернопіль, e-mail: boyko.i.v.theory@gmail.com
²Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, вул. Коцюбинського, 2, м. Чернівці, e-mail: ktf@chnu.edu.ua

Для резонансно-тунельної структури з GaN – потенціальними ямами та AlN – потенціальними бар’єрами виконано розрахунок внутрішніх полів, спричинених виникаючими у наноструктурі п’єзоелектричною та спонтанною поляризаціями. У моделі ефективних мас для електрона та моделі діелектричного континууму з використанням методу скінченних різниць знайдено самоузгоджені розв’язки системи рівнянь Шредінгера та Пуассона з урахуванням внеску п’єзоелектричної та спонтанної поляризацій. На основі знайдених розв’язків системи рівнянь Шредінгера та Пуассона для резонансно-тунельної структури, що слугувала каскадом експериментально реалізованого квантового каскадного детектора, виконано розрахунок її потенціального профілю та електронного енергетичного спектру. Встановлено, що розрахована величина детектованої енергії відрізняється від експериментально отриманої не більше ніж на 3 %.
Ключові слова: квантовий каскадний детектор, резонансно-тунельна структура, п’єзоелектрична поляризація, спонтанна поляризація, потенціальний профіль.

Література

[1] D. Hofstetter, F.R. Giorgetta, E. Baumann, Q. Yang, C. Manz, and K. Kohler, Appl. Phys. Lett. 93, 221106 (2008).
[2] A. Harrer, B. Schwarz, R. Gansch, P. Reininger, H. Detz, T. Zederbauer, A. Maxwell Andrews, W. Schrenk, and G. Strasser, Appl. Phys. Lett. 105, 171112 (2014).
[3] P. Reininger, T. Zederbauer, B. Schwarz, H. Detz, D. MacFarland, Appl. Phys. Lett. 107, 081107 (2015).
[4] I.V. Boyko, Ukr. J. Phys. 61(1), 66 (2016).
[5] M.V. Tkach, Ju.O. Seti, I. V. Boyko, and O.M. Voitsekhivska, Condens. Matter Phys. 16, 33701 (2013).
[6] Ju. O. Seti, M. V. Tkach, M. V. Pan'kiv, Condens. J. Phys. Stud. 20(1/2), 1702 (2016).
[7] S. Sakr, E. Giraud, A. Dussaigne, M. Tchernycheva, N. Grandjean, and F. H. Julien, Appl. Phys. Lett. 100, 181103 (2012).
[8] S. Sakr, E. Giraud, M. Tchernycheva, N. Isac, P. Quach, E. Warde, N. Grandjean, and F. H. Julien, Appl. Phys. Lett. 101, 251101 (2012).
[9] S. Sakr, P. Crozat, D. Gacemi, Y. Kotsar, A. Pesach, P. Quach1, N. Isac, M. Tchernycheva, Appl. Phys. Lett. 102, 011135 (2013).
[10] Y. Qu, S. L. Ban, J. Appl. Phys. 110, 013722 (2011).
[11] Z. Gu, S. L. Ban, D. D. Jiang, and Y. Qu, Condens, J. Appl. Phys. 121, 035703 (2017).
[12] B.K. Ridley, W.J. Schaff and L.F. Eastman, J. Appl. Phys. 94, 3972 (2003).
[13] V. Fiorentini, F. Bernardini, O. Ambacher, Appl. Phys. Lett. 80, 1204 (2002).
[14] O Ambacher, J. Majewski, C. Miskys, A Link, M Hermann, M. Eickhoff, M. Stutzmann, F Bernardini, V Fiorentini, V Tilak, J. Phys.: Condens. Matter. 14(13), 3399 (2002).
[15] S. Saha, J. Kumar, J. Comput. Electron. 15(4), 1531 (2016).
[16] A.A. Samarskii, The Theory of Difference Schemes (Marcel Dekker, New York, 2001).