Введение к работе
В диссертации представлены результаты теоретического исследования электронного транспорта в полупроводниковых квантовых нитях, выполненные автором на кафедре физических п технологических проблем микроэлектроники Московского фпзпко-технпческого института в период с 1991 по 1994 годы.
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Дальнейший прогресс в развнтиі-микроэлектроники связан с миниатюризацией её элементов и использованием структур с новыми физическими свойствами. В настоящее время успехи в данной области во многом определяются применением полупроводниковых структур с гетеропереходами. Закономерной тенденцией совершенствования этих систем, обусловленной необходимостью поаышенпя быстродействия и улучшения других свойств приборов, стало уменьшение геометрических размеров создаваемых объектов как в плоскости слоев, так и в других направлениях. В частности, большой интерес представляют "квантовые нити'', называемые также "'квантовыми баллистическими каналами" пли "'структурами с одномерным электронным газом", в которых электрон ограничен по двум направлениям в области с характерными размерами, соизмеримыми с длиной волны де-Бройля. Данные структуры интенсивно изучаются с конца 80-х годов, когда в них удалось наблюдать движение электронов практически в отсутствие рассеяния, что позволп-
е2 л'о исследовать фундаментальные-ступени проводимости — . Ряд их
свойств, таких как баллнетичность электронного транспорта, квантово-размерные эффекты позволяют надеяться на применение квантовых нитей в различных устройствах микроэлектроники. В связи с вышеизложенным изучение процессов транспорта заряда в полупроводниковых квантовых нитях представляется весьма актуальным.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ. Целью настоящей диссертационной работы является изучение особенностей электронного. транспорта в полупроводниковых квантовых нитях в СВЧ-поле, а также в неоднородных квантовых нитях. Для достнженпя этой цели были поставлены следующие задачи:
1.' Исследование высокочастотного импеданса квантовой нити.
-
Изучение процессов квантовой интерференции и межмодового смешивания в неоднородных квантовых каналах.
-
Исследование эффекта фотопроводимости неоднородной квантовой
ШІТН.
В работе впервые получено выражение для дифференциального импеданса квантовой нити, находящейся под постоянным электрическим смещением.
Также впервые было изучено межмодовос смешивание в изогнутой квантовой нити с параболическим ограничивающим потенциалом.
Исследован эффект квантовой интерференции в квантовом канале с внутренним потенциальным барьером.
Впервые найдена величина фотовольтаического эффекта в неоднород
ном квантовом баллпетпческом канале. r
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ.' Практическое значение настоящей работы состоит в том, что экспериментальное обнаружение обсуждаемых в ней эффектов и пх изучение на основе полученных в диссертации результатов могут быть использованы для нахождения важнейших характеристик одномерного электронного газа, и открывает возможности использования структур с одномерным электронным газом в технике. Так, на основе смещённой квантовой нптп предложен СВЧ-генератор на частоте до 1ТГц. Применение эффектов квантовой интерференции позполпт создавать новые элементы микроэлектроники, в частности, логические, обладающие сложными, но воспроизводимыми ВАХ. На основе неоднородной квантовой нитп предложен селективный, настраиваемый
А ИК-фотопрпёмнпк с чувствительностью порядка 0.2 —.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты диссертационной работы докладывались на семинарах лаб. ФММП ФТИ РАН (руководитель — член-корр. РАН Рыжпй В.И.), лаб. МССП ФТИ РДН (руководитель — д.т.н. Орликовский А.А.), на VIII конференции по сверхбыстрым процессам в полупроводниках UFPS-S (Вильнюс, Литва, 1992 г.), на IV конференции по физике и технологии тонких плёнок PTTF-4 (Ивано-Франковск, Украина, 1993 г.), на VI конференции по модулированным полупроводниковым структурам MSS-6 (Гармпш-Партенкпрхен,
ФРГ, 1993 г.), па I российской конфсі>елццп по физике полупроводников (Нижний Новгс-і>од, 1993 г.). По материалам диссертационной работы имеется 8 публикаций.
СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит пз четырёх глав, заключения и списка цитируемой литературы. Общий объём диссертации — 93 страницы, включая 8 рисунков. Список литературы содержит 111 наименований.
