Электронный спектр сложных одномерных сверхрешеток (на основе полупроводниковых гетероструктур в системе Al/Ga/As)
Российский научный фонд, «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами», 25-22-00134
Драгунов И.Е.
1, Пилипенко Е.А.
1, Семенюк Ю.А.
1, Любчанский И.Л.
1,21Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина, Донецк, Россия
2Донецкий государственный университет, Донецк, ДНР, Россия
Email: i_dragun60@mail.ru, pilipenko.katerina@mail.ru, julisemenuk@yandex.ru, igorl@donfti.ru
Поступила в редакцию: 19 февраля 2025 г.
В окончательной редакции: 1 апреля 2025 г.
Принята к печати: 4 апреля 2025 г.
Выставление онлайн: 14 июля 2025 г.
На основе модели Кронига-Пенни исследована одномерная сверхрешетка со сложной элементарной ячейкой, состоящей из двух потенциальных ям и двух потенциальных барьеров с различными ширинами и высотами. В явном виде получено дисперсионное уравнение для такой структуры. Проведен численный анализ полученных уравнений и исследовано поведение электронного спектра сверхрешетки GaAs/Al0.5Ga0.5As/GaAs/AlxGa1-xAs в зависимости от ширин ям и барьеров, а также их высот. Ключевые слова: сверхрешетка, модель Кронига-Пенни, потенциальная яма, потенциальный барьер, зонная структура. DOI: 10.21883/0000000000
- А.П. Силин. УФН, 147, 485 (1985). DOI: 10.3367/UFNr.0147.198511c.0485
- F.G. Bass, A.P. Tetervov. Phys. Repts., 140, 237 (1986). DOI: 10.1016/0370-1573(86)90083-9
- Ф.Г. Басс, А.А. Булгаков, А.П. Тетервов. Высокочастотные свойства полупроводников со сверхрешетками (Наука, М., 1989)
- М. Херман. Полупроводниковые сверхрешетки (Мир, М., 1989)
- D.L. Smith, C. Maihiot. Rev. Mod. Phys., 62, 173 (1990). DOI: 10.1103/RevModPhys.62.173
- Х. Кейси, М. Паниш. Лазеры на гетероструктурах (в 2-х томах) (Мир, М., 1981)
- E.L. Ivchenko, G.E. Pikus. Superlattices and Other Heterostructures: Symmetry and Optical Phenomena. 2-nd Edition (Springer, Berlin, 1997)
- A. Yariv, P. Yeh. Photonics: Optical Electronics in Modern Communications (Oxford University Press. NY. and Oxford, 2007)
- A. Wacker. Phys. Repts. 357, 1 (2002). DOI: 10.1016/S0370-1573(01)00029-1
- R. Tsu. Superlattice to Nanoelectronics 2-nd Ed. (Elsevier, Amsterdam, 2011)
- S. Roy, C.K. Ghosh, S. Dey, A.K. Pal. Solid State and Microelectronics Technology (Bentham Books, Singapore, 2023)
- G. Bastard. Wave Mechanics Applied to Semiconductor Heterostructures (Les Editions de Physique, Les Ulis Cedex, France, 1988)
- J.H. Davies. The physics of low-dimensional semiconductors. An introduction (Cambridge University Press 1998)
- V.V. Mitin, V.K. Kochelap, M.A. Stroscio. Quantum Heterostructures: Microelectronics and Optoelectronics (Cambridge University Press, 1999)
- E.L. Ivchenko. Optical Spectroscopy of Semiconductor Nanostructures (Alpha Science, Harrow, 2005)
- R. de L. Kronig, W.G. Penney. Proc. R. Soc. London, Ser. A., 130, 499 (1931). DOI: 10.1098/rspa.1931.0019
- В.Л. Бонч-Бруевич, С.Г. Калашников. Физика полупроводников (Наука, М., 1990)
- Н. Ашкрофт, Н. Мермин. Физика твердого тела (Мир, М., 1997)
- T.B. Smith, A. Principi. J. Phys.: Condens. Matter, 32, 055502 (2020). DOI: 10.1088/1361-648X/ab4d67
- I. Guarneri. J. Phys. A: Math. Theor., 55, 424008 (2022). DOI: 10.1088/1751-8121/ac9356
- U. Smilansky. J. Phys. A: Math. Theor., 55, 424007 (2022). DOI: 10.1088/1751-8121/ac9357
- T. Li, H. Chen, K. Wang, Yi. Hao, L. Zhang, K. Watanabe, T. Taniguchi, X. Hong. Phys. Rev. Lett., 132, 056204 (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.056204
- L. Esaki, L.L. Chang, E.E. Mendez. Jpn. J. Appl. Phys., 20, L529 (1981). DOI: 10.1143/JJAP.20.L529
- D.W.L. Sprung, L.W.A. Vanderspek, W. Van Dijk, J. Martorell, C. Pacher. Phys. Rev. B, 77, 035333 (2008). DOI: 10.1103/PhysRevB.77.035333
- J.J. Alvarado-Goytia, R. Rodri guez-Gonzalez, J.C. Marti nez-Orozco, I. Rodri guez-Vargas. Scientific Reports, 12, 832 (2022). DOI: 10.1038/s41598-021-04690-x
- M. Coquelin, C. Pacher, M. Kast, G. Strasser, E. Gornik. Phys. Stat. Sol. (b), 243, 3692 (2006). DOI: 10.1002/pssb.200642246
- J.P. Ruz-Cuen, J.C. Gutierrez-Vega. J. Opt. Soc. Am. B., 38, 2742 (2021). DOI: 10.1364/JOSAB.424431
- B. Djafari-Rouhani, L. Dobrzynski. Sol. St. Comms., 62, 609 (1987). DOI: 10.1016/0038-1098(87)90200-6
- E.H. El Boudouti, B. Djafari-Rohani, A. Akjoju, L. Dobrzynski, R. Kucharczyk, M. Steslicka. Phys. Rev. B, 56, 9603 (1997). DOI: 10.1103/PhysRevB.56.9603
- W.J. Hsueh, J.C. Lin, H.C. Chen. J. Phys.: Condens. Matter, 19, 266007 (2007). DOI: 10.1088/0953-8984/19/26/266007
- M. Steslicka, R. Kucharczyk, A. Akjouj, B. Djafari-Rouhani, L. Dobrzynski, S.G. Davidson. Surf. Sci. Repts., 47, 93 (2002). DOI: 10.1016/S0167-5729(02)00052-3
- F.M. Peeters, P. Vasilopoulos, Appl. Phys. Lett. 55, 1106 (1989). DOI: 10.1063/1.101671
- G. Bastard. Phys. Rev. B, 25, 7584 (1982). DOI: 10.1103/PhysRevB.25.7584
- M. Altarelli. Band Structure, Impurities and Excitons in Superlattices. In: G. Allan, M. Lannoo, G. Bastard, M. Voos, N. Boccara (eds). Heterojunctions and Semiconductor Superlattices (Springer, Berlin, Heidelberg, 1986), DOI: 10.1007/978-3-642-71010-0_2
- R. Kucharczyk, M. Steslicka, B. Brzostowski, B. Djafari-Rouhani. Physica E, 5, 280 (2000). DOI: 10.1016/S1386-9477(99)00328-8
- I. Vurgaftman, J.R. Meyer, L.R. Ram-Mohan. J. Appl. Phys., 89, 5815 (2001). DOI: 10.1063/1.1368156