Miniband Electroconductivity in Superlattices of Cubic  Quantum Dots of the InAs/GaxIn1-xAs Heterosystem

V.I. Boichuk; І.В. Білинський; Р.І. Пазюк

doi:10.15330/pcss.18.1.94-101

Автор(и)

V.I. Boichuk
І.В. Білинський Дрогобицький державний педагогічний університет імені Івана Франка
Р.І. Пазюк Дрогобицький державний педагогічний університет імені Івана Франка

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.18.1.94-101

Ключові слова:

квантова точка, надґратка, електронні стани, мінізона, електрична провідність

Анотація

У даній роботі запропоновано модель надґраток кубічних квантових точок (НККТ) різної вимірності InAs/Ga_xIn_1-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/Ga_xIn_1-xAs НГ має характерні максимуми, які визначаються концентраціями домішок та вимірностями НГ. Для домішок з енергією залягання -150 меВ отримуємо іншу температурну залежність провідності.

Посилання

[1] P. Yu, M. Cardona, Fundamentals of Semiconductors: Physics and Materials Properties (Springer, Berlin, 2010).
[2] R. Tsu. Superlattice to nanoelectronics (Oxford, Elsevier, 2010).
[3] F. Kanouni, A. Brezini, N. Sekkel, A. Saidane, D. Chalabi, A. Mostefa, Journal of New Technology and Materials JNTM 01(00), 55 (2011).
[4] V. А. Holovatsky, Naukovij vìsnik Cernìvec’kogo unìversitetu. Fìzika, elektronìka. 92, 9 (2000). (in Ukrainian).
[5] M. V. Tkach, Yu. O. Seti, Semiconductors, 45, 387 (2011).
[6] M. V. Tkach, Yu. O. Seti, O. M. Voitsekhivska, G. G. Zegrya, Rom. J. Phys. 57, 620 (2012).
[7] V. I. Boichuk, I. V. Bilynskyi, O. A. Sokolnyk, I. O. Shakleina Condensed Matter Physics 16(3) 33702: 1 (2013).
[8] V. I. Boichuk, I. V. Bilynskyi, R. I. Pazyuk, Actual problems of semiconductor physics. VIII International School-Conference (Publishing House “UKRPOL” Ltd., Drohobych, 2013), p.7.
[9] M. A. Cusack, P. R. Briddon, and M. Jaros, Phys. Rev., B 54, R2300 (1996).
[10] C. Goffaux, V. Lousse, and J. P. Vigneron, Phys. Rev., B 62, 7133 (2000).
[11] Jianping Wang, Ming Gong, Guang-Can Guo, Lixin He, Journal of Physics: Condensed Matter, 24(47), 475302(12) (2012).
[12] G. Bastard, Phys. Rev. B25, 7584 (1982).
[13] A. S.Davydov Quantum Mechanics (Nauka, Moscow, 1972). (in Russian).