WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

Котельников Игорь Николаевич

Туннельная спектроскопия двумерной электронной системы приповерхностного дельта-легированного слоя в GaAs

01.04.10 физика полупроводников

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора физико-математических наук

Москва - 2008

Работа выполнена в Институте радиотехники и электроники РАН

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук,

профессор

Долгополов Валерий Тимофеевич

доктор физико-математических наук

  Каган Мирон Соломонович

доктор физико-математических наук,

профессор

Кульбачинский Владимир Анатольевич

Ведущая организация:  Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН

       Защита состоится  16  мая  2008 г.,  в 10-00 на  заседании  диссерта-

ционного совета Д 002.231.01 при Институте радиотехники и электроники РАН по адресу: 125009, Москва ГСП-9, ул. Моховая, 11, корп. 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИРЭ РАН

Автореферат разослан  «____»  апреля 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

  доктор физико-математических наук,

  профессор                                       С.Н. Артеменко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Экспериментальная информация о размерно-квантованных состояниях в полупроводниковых структурах извлекается, в основном, из оптических и магнитотранспортных измерений. Однако в последние годы на первый план в этой области выдвинулась туннельная спектроскопия. Метод туннельной спектроскопии [1] позволяет изучать не только заполненные, как в магнитотранспорте, но и пустые энергетические уровни. Кроме того, он обладает достаточно высоким разрешением, сравнимым с оптическими методами исследования, и позволяет определять положения особенностей в туннельных спектрах с точностью до нескольких сотен микровольт уже при гелиевых температурах. Это дает возможность надежно регистрировать и изучать тонкие эффекты, связанные с межчастичными взаимодействиями. Возрождение интереса к туннельным экспериментам связано с появлением молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ), как метода получения полупроводниковых структур, в том числе на основе GaAs, с очень высоким качеством гетерограниц и высокоточным профилем легирования [2]. Предельные возможности легирования в МЛЭ реализует технология дельта-легирования (δлегирования) [3,4]. В этой технологии замещение атомов основной решётки атомами легирующей примеси можно осуществить при остановке роста и делать это, в идеале, в пределах только одной кристаллической плоскости, в которой проводится δ-легирование. В результате, вблизи этой плоскости в GaAs возникает Vобразная потенциальная яма для электронов (при легировании Si, например), которые удерживаются зарядом доноров вблизи δлегированного слоя.

Приближение плоскости легирования к поверхности GaAs приводит к сильной асимметрии потенциального профиля квантовой ямы δ-слоя. В направлении от δ-слоя к границе кристалла потенциал растет почти линейно с координатой на величину ~1 эВ. В сторону объема GaAs (при типичном остаточном легировании объема акцепторами с концентрацией около 1015 см-3) потенциал увеличивается с координатой, достигая области плоских зон на глубине около 1000 нм. При этом изменение потенциальной энергии составляет величину порядка ширины запрещенной зоны (1.5 эВ). Нанесение металла на поверхность GaAs дает возможность управлять величиной электрического поля между δ-слоем и металлом и, следовательно, изменять асимметрию потенциала вблизи δслоя, а также концентрацию 2D электронов в нем. Соответственно, распределение электронной плотности в перпендикулярном плоскости легирования направлении также существенно меняется с напряжением на металлическом электроде (затворе). Это может усилить зависимость проводимости 2D канала от потенциала затвора. Такие особенности транспорта в двумерной электронной системе (ДЭС) приповерхностных δслоев показывают перспективность их использования в качестве канала полевых транзисторов.

Когда расстояние между δ-слоем и металлом достигает десятков нанометров, между ними возникают переходы свободных носителей за счёт туннельного эффекта. Кроме того, близость δ-слоя к поверхности кристалла, сопровождающаяся переходом части свободных носителей на поверхностные состояния, создает условия для локализации [5] носителей в квантовой яме. Благодаря этому обстоятельству в δ-легированных слоях удалось наблюдать переход от слабой локализации к сильной с понижением температуры [6]. Высокое качество гетерограницы Al/GaAs, получаемой методом МЛЭ [7], открывает новую возможность использования приповерхностного δ-слоя. С помощью изготовленного на его основе туннельного перехода Al/δ-GaAs можно исследовать эффекты плотности состояний и электрон-фононного взаимодействия в ДЭС полупроводникового электрода методами туннельной спектроскопии.

Для полярного GaAs взаимодействие между электроном в зоне проводимости и LO-фононами не слишком слабое и хорошо описывается гамильтонианом Фрёлиха. Движение электрона вызывает поляризацию решетки, и во многих случаях следует учитывать, что электрон, окруженный "фононной шубой", ведет себя как квазичастица или полярон [8, 9]. Туннельная система Al/δ-GaAs представляется наиболее перспективной для наблюдения резонансных особенностей, связанных с поляронным взаимодействием между уровнями [10]. Дело в том, что расстояния между подзонами в δ-GaAs оказываются близки к энергии εLO=36.5 мэВ продольных оптических фононов. Положения уровней в двумерном канале структуры Al/δ-GaAs можно менять за счёт внешних воздействий, подстраивая межподзонную энергию в резонанс с εLO. В результате взаимодействия электронов с LO-фононами меняется также и время электрон-фононного рассеяния для состояний, отстоящих от поверхности Ферми в ДЭС на величину εLO [9, 11]. Кроме того, на процесс туннелирования электронов существенно влияют эффекты неупругого взаимодействия с LO-фононами [1]. Экспериментально такие поляронные эффекты в туннельных системах с ДЭС не изучались, хотя их исследование имеет фундаментальное значение для физики низкоразмерных структур и, в частности, для развития поляронной теории многоэлектронных систем [11].

Таким образом, туннельная структура Al/δ-GaAs выглядит чрезвычайно привлекательным объектом для изучения ДЭС δ-слоя и межчастичных эффектов в ней. Однако до появления работ автора она не была реализована как туннельная система, пригодная для туннельно-спектроскопических исследований при гелиевых температурах.

Целями работы являются:

- получение высококачественных туннельных структур Al/δ-GaAs с двумерной электронной системой в δ-легированном (Si) слое GaAs и с металлическим затвором (Al), который изготавливается в камере молекулярно-лучевой эпитаксии;

- получение экспериментальной информации о спектре размерно-квантованных состояний в ДЭС приповерхностного δ-слоя в GaAs в условиях внешних воздействий (температуры, давления, магнитного поля и излучения), а также влияния на этот спектр межчастичных взаимодействий: электрон-электронного и электрон-фононного;

- исследование многочастичных особенностей в туннельных спектрах, связанных как с неупругими процессами при туннелировании, так и с изменением плотности состояний в ДЭС δ-слоя;

- изучение магнитотранспорта в приповерхностных одиночных и двойных δ-слоях;

- исследование фотоотклика структур Al/δ-GaAs на импульсное лазерное излучение субмиллиметрового диапазона.

Научная новизна работы связана, прежде всего, с созданием методом МЛЭ высококачественной туннельной структуры Al/δ-GaAs для изучения ДЭС, плотность которой можно менять в широких пределах. Качество такой структуры было проверено экспериментально в данной работе. Во-первых, проверка осуществлена путем сравнения спектра размерно-квантованных состояний в полупроводниковом электроде с результатами самосогласованных расчетов. Это было сделано в условиях, когда основные параметры структуры (высота барьера на границе Al/GaAs, расстояние между этой границей и δ-слоем, а также концентрация примесей в нем и в GaAs) были измерены независимыми методами. Во-вторых, качество структуры проверено путем наблюдения щели в квазичастичном спектре алюминиевого электрода структуры ниже температуры Tc=1.1 K сверхпроводящего перехода в Al, что признано одним из основных критериев качества туннельных структур с барьером Шоттки.

В структуре Al/δ-GaAs квантовая яма с двумерным электронным газом создается только за счет δ-легирования GaAs на значительном, по сравнению с системой AlGaAs/GaAs, удалении от гетерограницы. Самосогласованный потенциальный профиль такой квантовой ямы должен зависеть от параметров самой ДЭС, в частности, от ее плотности и квазичастичного спектра. Кроме того, внешние воздействия влияют не только на электроны в δ-слое, но и на параметры GaAs (зарядовое состояние остаточных примесей, параметры зонной структуры), которые тоже могут менять форму квантовой ямы δ-слоя. Это приводит к повышенной чувствительности туннельных характеристик ко всем этим факторам.

Благодаря указанному обстоятельству удалось наблюдать ряд новых эффектов методом туннельной спектроскопии. Обнаружен эффект замороженной туннельной фотопроводимости, проявляющийся как сгущение спектра пустых уровней в δ-слое состоянию после облучения структуры. Кроме того, был обнаружен резонансный межподзонный полярон в ДЭС по наблюдению пиннинга и расталкивания уровней при их диамагнитном сдвиге. Причем этот эффект удалось наблюдать благодаря близости межподзонных энергий Eij в δ-слое полярного GaAs к энергии εLO оптических фононов. В условиях, когда Eij>εLO, удалось обнаружить эффект отражения электронов на пороге эмиссии LO-фононов при туннелировании в ДЭС и впервые наблюдать переход от отражения к обычному неупругому туннелированию с участием LO-фононов. Было показано, что туннельная плотность состояний на поверхности Ферми ДЭС значительно уменьшается вблизи перехода проводящего канала приповерхностного δ-слоя в диэлектрическое состояние. Это было достигнуто как путем изменения технологических параметров структур, так и за счет стимулированного давлением перехода металл-диэлектрик в области δ-легирования.

Практическая ценность работы связана с использованием приповерхностных δ-легированных слоев в канале полевого транзистора. Перспективность их применения в таком качестве показали выполненные автором измерения и анализ магнитотранспортных характеристик одиночных и двойных δ-слоев, изготовленных вблизи границы Al/GaAs. Было показано, что в асимметричной потенциальной яме приповерхностного δ-слоя наблюдается значительный рост подвижности при увеличении концентрации 2D электронов как за счет напряжения на затворе структуры Al/δ-GaAs, так и при введении второго слоя δлегирования. Изготовленный на основе этих исследований полевой транзистор с пятью δ-легированными слоями в подзатворной области GaAs позволил обеспечить более эффективное управление проводимостью канала, чем транзистор на основе одиночного δ-слоя.

Положения, выносимые на защиту

1. Разработка технологии получения высококачественных туннельных структур Al/δ-легированный GaAs, при которой Al-электрод выращивается in situ в камере молекулярно-лучевой эпитаксии.

2. Исследование изменений спектра незаполненных 2D-подзон в δслое туннельной структуры Al/δ-легированный GaAs после ее засветки излучением видимого или инфракрасного диапазонов и установление связи изменений в спектре с параметрами областей пространственного заряда вблизи δ-слоя.

3. Обнаружение межподзонного полярона в приповерхностном δслое GaAs, проявляющегося в туннельных спектрах в условиях, когда разность энергий заполненной и пустой 2D-подзон оказывается кратной энергии LO-фонона.

4. Обнаружение эффекта отражения электронов при туннелировании в двумерную электронную систему, связанного с включением в процесс туннелирования новой 2D-подзоны, расстояние от которой до заполненной подзоны превышает энергию LO-фонона.

5. Экспериментальное доказательство связи собственно-энергетического поляронного эффекта при туннелировании из двумерной электронной системы с величиной отношения энергии Ферми к энергии LO-фонона.

6. Обнаружение формирования мягкой щели в туннельной плотности состояний на поверхности Ферми двумерной электронной системы вблизи перехода проводящего канала δ-слоя в диэлектрическое состояние.

7. Обнаружение роста подвижности 2D электронов в приповерхностном δ-слое при увеличении их концентрации за счет изменения потенциала на Al-затворе.

8. Обнаружение эффекта возрастания туннельного сопротивления структуры Al/δ-легированный GaAs под действием импульсного лазерного излучения субмиллиметрового диапазона.

Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждается воспроизводимостью данных на большом числе образцов и их признанием научной общественностью. Часть обнаруженных эффектов количественно согласуются с результатами расчетов на основе общепринятых моделей. Часть полученных экспериментальных данных пока имеют лишь качественное согласие с имеющимися теоретическими представлениями.

Личный вклад автора. Автором диссертации разработана технология изготовления туннельных структур Al/δ-GaAs в камере молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ). Оптимизация технологических режимов при изготовлении конкретных образцов δ-легированных туннельных структур методом МЛЭ проводилась автором с 1989 по 2003 гг. совместно с сотрудниками отдела В.Г. Мокерова (ИРЭ РАН) Б.К. Медведевым, Ю.В. Федоровым, А.С. Бугаевым и А.В. Гуком.

Все основные экспериментальные результаты на туннельных структурах Al/δ-GaAs были получены автором или при его непосредственном участии. Это касается также постановки научных задач и интерпретации полученных результатов. Эксперименты при гидростатических давлениях были проведены при участии автора сотрудниками лаборатории Е.М. Дижура в ИФВД РАН. Эксперименты по измерению фотоотклика структур на импульсное лазерное излучение субмиллиметрового диапазона были выполнены совместно с С.Д. Ганичевым в Регенсбургском университете (Германия).

Автор являлся руководителем грантов РФФИ (с 2000 по 2006 гг.) и грантов Миннауки (совместно с В.Г. Мокеровым, 1989-1992 гг.), в которых получены основные результаты диссертации. Часть результатов была получена автором в рамках грантов РФФИ (руководитель А.Я. Шульман, 1994-1999 гг.), в которых автор участвовал в качестве ответственного исполнителя.

Апробация результатов работы. Основные результаты докладывались на 1-ой Всесоюзной конференции по физическим основам твердотельной электроники (Ленинград, 1989); Всесоюзной научной конференции "Фотоэлектрические явления в полупроводниках" (Ташкент, 1989); 5-ой Международной конференции по сверхрешеткам и микроструктурам (Берлин, ГДР, 1990); 11 и 12-ой Всесоюзных конференциях по физике полупроводников (Кишинев,1988 г. и Киев, 1990 г.); 18-ом Советско-Японском Симпозиуме по электронике "General Electronics" (Токио, Япония, 1991); 19 - 21, 24 - 26 и 28-ой Международных конференциях по физике полупроводников (Варшава, ПНР, 1988; Салоники, Греция, 1990; Пекин, КНР, 1992; Иерусалим, Израиль, 1998; Осака, Япония, 2000; Эдинбург, Шотландия, Великобритания, 2002; Вена, Австрия, 2006); Международных симпозиумах по исследованиям полупроводниковых приборов (ISDRS-93 и ISDRS-95, Шарлоттсвилль, Вирджиния, США, 1993 и 1995); 7-мом Европейском рабочем совещании по молекулярно-лучевой эпитаксии (7th EURO-MBE, Палаццо делле Фесте-Бардонеччия, Италия, 1993); 1 - 7-ой Российских конференциях по физике полупроводников (Н. Новгород, 1993; Зеленогорск, 1996; Москва, 1997; Новосибирск, 1999; Н. Новгород, 2001 г.; С.-Петербург, 2003; Москва, 2005); 1 и 3-ей Международных конференциях по физике низкоразмерных структур (Черноголовка, Московская обл., 1993 и 2001); 20-ой Международной конференции по инфракрасным и миллиметровым волнам (Орландо, США, 1995); 12 и 15-ой международных конференциях по высоким магнитным полям в физике полупроводников (Варсбург, Германия, 1996 и Оксфорд, Великобритания, 2002); 7, 9 - 14 Международных симпозиумах "Наноструктуры: физика и технология" (Nanostructures: Physics and Technology), С.-Петербург, Россия, 1999; 2001 - 2006 гг.); 9-ой Международной конференции по высоким давлениям в физике полупроводников (ICHPPS,Саппоро, Япония, 2000); Совещании "Нанофотоника" (Н.Новгород, 2001); 2-ой Азиатской конференции по исследованиям в области высоких давлений (ACHPR-2, Нара, Япония, 2004); 16-ой Международной конференции по электронным свойствам двумерных систем (EP2DS-16, Альбукерк, США, 2005); Международной объединенной конференции по развитию исследований при высоких давлениях (AIRAPT-EHPRG, Карлсруэ, Германия, 2005); а также неоднократно обсуждались на семинарах в ИФВД РАН, ФИ им. П.Н. Лебедева РАН, ИПТМ РАН, ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, ИРЭ РАН, Курчатовском научном центре.

Основные результаты опубликованы в 42 научных трудах, в том числе в 24 статьях в реферируемых отечественных (17) и зарубежных (7) журналах, а также в сборниках трудов (18) отечественных и международных конференций и симпозиумов. Перечень этих публикаций приведен в конце диссертации. В этот список не включены некоторые тезисы докладов, опубликованные в сборниках тезисов конференций и семинаров, где проходила апробацию данная работа.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из Введения, 9 Глав и Заключения. Работа изложена на 217 страницах, содержит 56 рисунков, 6 таблиц и список литературы, включающий 119 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются основные цели работы, изложены ее научная новизна и практическая ценность, описана структура диссертационной работы и приводятся основные положения, выносимые на защиту.

Глава 1 содержит обзор современного состояния исследований эффектов электрон-фононного взаимодействия в полупроводниковых структурах на основе GaAs.

Глава 2 посвящена описанию технологии изготовления туннельных переходов методом МЛЭ и характеристикам образцов, изучавшихся в диссертационной работе. Технология совершенствовалась в течение нескольких лет с целью получения высококачественной туннельной структуры Al/δ-GaAs. Для этого, после измерения туннельных спектров выращенных структур при гелиевых температурах, в технологические режимы роста вносились изменения, которые позволили добиться получения границы раздела Al/(100)GaAs высокого качества. При этом выращивание алюминиевого затвора in situ обеспечило однородность гетероперехода Al/(100)GaAs и получение монокристаллического алюминиевого слоя с минимально возможными напряжениями на границе с GaAs. Приведены параметры слоев в выращенных структурах. Описаны технологические этапы получения образцов туннельных структур с различной конфигурацией алюминиевых затворов. Здесь же описаны методики и приведены результаты независимых измерений высоты потенциального барьера на границе Al/GaAs (специально выращенные методом МЛЭ образцы Al/n-GaAs). Приведены туннельные характеристики образцов, которые исследовались в диссертационной работе.

Рис.1. Зонная диаграмма туннельной структуры Al/δ-GaAs.

В Главе 3 описаны методические особенности измерений туннельных спектров, их анализа и обработки. Зонная диаграмма выращенной туннельной структуры (самосогласованный расчет в приближении Хартри) приведена на Рис.1. Почти линейный характер потенциального барьера между δ-слоем и металлом позволил получить качественные выражения для анализа туннельных характеристик структур Al/δ-GaAs на основе одномерной модели треугольного потенциального барьера между проводящим δ-слоем и металлическим электродом. Выражения для туннельной проводимости σ при U=0 и ее логарифмической производной d(lnσ)/dU при eU>>0, оказались функциями только двух параметров: высоты барьера Φs и расстояния между алюминием и δ-слоем Zδ. Эти выражения позволяли осуществлять предварительный анализ туннельных характеристик образцов без привлечения самосогласованных расчетов.

Измерения туннельных спектров проводились на переменном токе путем одновременной регистрации сигналов на 1-ой и 2-ой гармониках частоты модулирующего сигнала. Отдельные эксперименты были выполнены на постоянном токе. В этом случае первая и вторая производные вольтамперной характеристики получались путем численного дифференцирования исходных данных. Обсуждаются методы получения из измеряемых данных величин логарифмической производной туннельной проводимости по напряжению U на структуре (туннельных спектров) и энергетического спектра уровней в ДЭС δ-слоя. Экспериментальные зависимости проводимости и ее логарифмической производной по напряжению смещения U приведены на Рис.2 для одного из образцов. На рисунке четко видны ступеньки в туннельной проводимости, соответствующие пересечениям уровня Ферми металла уровней размерного квантования в ДЭС δ-слоя. Согласно качественным представлениям, туннельная проводимость σ=dI/dU перехода с ДЭС в одном из электродов есть сумма туннельных проводимостей σi(U) из всех подзон Ei, дающих вклад в туннельный ток. Здесь σi(U) ∝ ρ||i(Ei,U)Di(Ei,eU), где ρ||i = (m/πћ2)θ(EF-eU-Ei) - двумерная плотность состояний, а Di - прозрачность барьера, EF – уровень Ферми в ДЭС, а m – эффективная масса. Это позволяет определять из измеренных туннельных спектров S=(dσ/dU)/σ положения 2D-подзон, которые отвечают положениям минимумов в туннельном спектре S(U), приведенном на Рис.2. Здесь видны девять пустых 2D-подзон (EF=0<Ei) и одна заполненная (EF >E0). Энергию Ферми E0F = E0 - EF =20 мэВ в заполненной подзоне ДЭС можно определить из туннельного спектра. Измеренные туннельные спектры демонстрируют хорошее согласие с результатами самосогласованных расчетов. На спектре, показанном на Рис.2 видны также многочастичные особенности: линии LO-фононов (ФЛ) и аномалия при нулевом смещении (АНС).

Рис.2. Зонная диаграмма, проводимость σ и туннельный спектр S=(dσ/dU)/σ.

В этой же главе описан метод выделения многочастичных особенностей в туннельных спектрах из фона и процедура получения из экспериментальных данных величин, характеризующих туннельную плотность состояний на поверхности Ферми (АНС) и взаимодействие электронов с LO-фононами (Рис.3). На вставке к Рис.3 приведен результат измерения туннельной плотности состояний в алюминиевом электроде при температуре T=0.33 K, которая ниже критической температуры Tc=1.1 К сверхпроводящего перехода в Al-электроде.

Рис.3. Выделение многочастичных особенностей из фона в туннельных спектрах.

В Главе 4 описаны магнитотранспортные измерения в приповерхностных δ-легированных слоях. Для структуры с одиночным приповерхностным δ-слоем, выращенном на расстоянии 22 нм от границы Al/GaAs, получены зависимости холловских данных и осцилляций Шубникова-де-Гааза от напряжения V на Al-затворе (Рис.4). Показано, что концентрации электронов в подзонах, полученные из туннельных спектров, хорошо согласуются с результатами магнитотранспортных измерений. Анализ зависимостей подвижностей μi в заполненных подзонах ДЭС от V c использованием экспериментальных данных и самосогласованных расчетов обнаружил эффект двукратного возрастания подвижности в возбужденной подзоне с ростом напряжения V. Такое поведение подвижности обусловлено асимметрией потенциального профиля, характерной для приповерхностного δ-слоя, и объясняется совместным действием эффектов экранирования и усиления пространственного разделения подвижных носителей и ионизованных примесей в δ-слое.

Рис.4. Зависимости подвижностей в подзонах приповерхностного δ-слоя от напряжения V на алюминиевом затворе.

В этой же Главе приведены результаты магнитотранспортных измерений и (выполненные В.А. Кокиным) расчеты волновых функций и заполнений уровней для структуры с двумя δ-слоями. В этой структуре δслои выращивались на расстояниях 20 и 50 нм от поверхности GaAs. Показано, что в этом случае вклад в проводимость электронов возбужденных подзон оказывается выше, чем для одиночного δ-слоя. Это связано с распределением электронной плотности в возбужденных подзонах вне областей δ-легированных слоев, что подтверждается результатами самосогласованных расчетов соответствующих волновых функций. Возрастание подвижности электронов с ростом плотности ДЭС в структурах с приповерхностным δлегированием и металлическим затвором, а также увеличение вклада в проводимость канала высоко лежащих 2D-подзон свидетельствуют о возможности более эффективного управления проводимостью канала полевого транзистора с несколькими δслоями по сравнению с каналом на основе одиночного δ-слоя.

В Главе 5 описан эффект замороженной туннельной фотопроводимости (ЗТФП), обнаруженный в туннельных спектрах структур Al/δ-GaAs при Т=4.2 К (Рис.5).

Рис.5. Туннельные спектры S и проводимости σ до (dark) и после подсветки структуры Al/δ-GaAs при Т=4.2 К.

Показано, что основные изменения после подсветки образцов происходят в положениях Ei пустых подзон, которые сгущаются к основному (заполненному) состоянию. Причем, энергетические положения этих уровней меняются на десятки мэВ. Величина сдвига ΔEi этих подзон зависит от времени подсветки t и достигает насыщения при t > ts . При этом новые положения подзон сохраняются после подсветки в течение многих часов при поддержании образца при гелиевой температуре. Возрастание энергии Ферми в основном (заполненном) состоянии после засветки до насыщения ЗТФП в наших образцах не превышало 10%. Важно отметить, что абсолютные величины туннельной проводимости структур почти не зависели от t, демонстрируя тем самым слабое влияние подсветки на форму туннельного барьера между Al и GaAs . Было обнаружено, что на характеристики эффекта влияют: конфигурация слабо прозрачного алюминиевого затвора структуры Al/δ-GaAs (толщина слоя Al - 80 нм) и энергия кванта излучения hν. Показано, что время насыщения ts эффекта ЗТФП зависит от размеров затвора для межзонной подсветки. При hν<Eg качественные характеристики ЗТФП сохраняются, однако уменьшается величина эффекта и пропадает зависимость от размеров затвора. Обнаружилось также, что «темновой» туннельный спектр почти полностью восстанавливается, когда предварительно засвеченная структура нагревается до температуры выше 45 K. При этом незначительные изменения положений подзон (равномерный сдвиг подзон с ΔEi ~1 мэВ) сохраняются до температур ~120 K.

Приводятся результаты самосогласованных расчетов туннельных спектров (М. Н. Фейгинов) в режиме ЗТФП и обсуждаются возможные механизмы эффекта. Анализ описанных особенностей ЗТФП показал, что при межзонной подсветке (hν>Eg ) в наблюдаемый эффект дают вклад такие процессы в эпитаксиальном слое GaAs, расположенном под δ-слоем, как межзонные переходы электронов с последующим накоплением положительного заряда в глубине полупроводника и фотоионизация глубоких центров в эпитаксиальном слое и/или подложке. При hν<Eg сдвиг подзон связан только с последним процессом. Оба этих процесса приводят к уширению потенциального профиля приповерхностного δ-слоя в сторону объема GaAs, оставляя неизменным потенциальный барьер между δ-слоем и Al-электродом. Это вызывает наблюдаемое «сгущение» пустых уровней (эффект ЗТФП), которое при магнитотранспортных измерениях по δ-слою не проявляется. Следует отметить, что обнаруженное при межзонной засветке возрастание времени насыщения ЗТФП на 4-5 порядков при диаметрах затвора ~100 мкм по сравнению затворами 10 мкм ширины оказалось связанным с малой прозрачностью (10-5) алюминиевого слоя для такого излучения. Малая величина прозрачности приводила к значительному ослаблению излучения с hν>Eg в подзатворной области структуры, поскольку глубина поглощения такого излучения в GaAs составляет единицы микрон, и оно могло проникать в подзатворную область, только проходя через алюминиевый электрод структуры.

Обнаруженный эффект ЗТФП был использован в работе для подстройки уровней в δ-легированном слое в резонанс с энергией LO-фононов, что позволило исследовать эффекты электрон-фононного взаимодействия при туннелировании.

Глава 6 посвящена исследованиям диамагнитного сдвига уровней и наблюдениям резонансных поляронных эффектов в приповерхностном δслое. Использование продольного δ-слою магнитного поля B|| позволяет изменять межподзонные расстояния за счет эффекта диамагнитного сдвига уровней, величина ΔEi которого в отсутствии поляронных эффектов пропорциональна <ΔZi>B||2, где <ΔZi> - ширина волновой функции iсостояния. На основе известных формул, описывающих величину диамагнитного сдвига ΔEi уровней ДЭС в области малых полей, проведено сравнение экспериментальных данных с расчетом ширин волновых функций 2D-подзон. Экспериментально получены линейные зависимости ΔEi(B||2), наклоны которых возрастают с увеличением номера подзоны в отсутствие поляронного межподзонного взаимодействия. Обсуждаются наблюдаемые отклонения зависимостей ΔEi(B||2) от теоретических оценок. Приведены зависимости энергетических положений подзон от B||2 для туннельных структур, в которых проявляется эффекты связывания состояний за счет взаимодействия с LO-фононами (Рис.6). Показано, что, в случае, когда разность энергий между заполненным и пустым уровнями Eij оказывается кратной величине энергии LO-фонона εLO, наблюдаются характерные для резонансного поляронного взаимодействия пиннинг и расталкивание термов. Такое поведение при подстройке энергетических уровней за счет продольного магнитного поля наблюдалось впервые в данной работе. Обнаружить такое межподзонное поляронное состояние в ДЭС удалось благодаря особенностям спектра подзон в приповерхностном δ-слое, где расстояния между последним заполненным и первым пустым уровнями оказалось близко к энергии LO-фонона в GaAs.

Рис.6. Зависимость энергий 2D-подзон Ei от магнитного поля B||, параллельного δ-слою, для двух образцов в условиях взаимодействия термов.

Проведенные эксперименты показали, что поляронное взаимодействие приводит к значительной трансформации квазичастичного спектра ДЭС при взаимодействии с LO-фононами даже в условиях, когда константа этого взаимодействия <1 (=0.07 для GaAs), а концентрация 2D электронов достаточно велика (n2D≥1012 см-2).

В Главе 7 анализируется поведение линий LO-фононов в туннельных спектрах ДЭС δ-слоя. Здесь обсуждаются наблюдаемые формы фононных линий (ФЛ) в туннельных спектрах структур с 3D и 2D GaAs-электродом. Показано, что в 3D случае ФЛ не зависят от концентрации электронов в n-GaAs. В структурах с δ-легированием в GaAs-электроде, фононные линии существенно изменяются в зависимости от плотности ДЭС и энергетических положений 2D-уровней.

Рис.7. Зависимость амплитуды ступеньки Δσ*=Δσ/σ в туннельной проводимости от величины E1F = E1 - EF – расстояние от дна пустой подзоны до уровня Ферми в ДЭС.

Анализ наиболее простой ситуации в туннельной структуре Al/δGaAs, когда в ДЭС δ-слоя заполнена одна подзона, позволил выявить основную причину трансформации фононных линий в туннельных спектрах. В эксперименте удалось реализовать переход от туннелирования на пороге эмиссии LO-фонона из металлического электрода в свободные состояния заполненной подзоны и туннелированию в две подзоны за счет включения (после подсветки образца) в этот процесс второго (пустого) уровня (см. Рис.7 и Рис.8, а также, процедуру получения величины Δσ*=Δσ/σ из туннельных спектров на Рис.3). Показано, что при туннелировании в две подзоны туннельная проводимость при достижении порога уменьшается (Δσ*<0), что отвечает отражению электронов туннелирующих в ДЭС. За счет изменения положения пустой подзоны можно было наблюдать переход от роста проводимости за порогом (обычное неупругое туннелирование) к отражению электронов. Обсуждаются возможные механизмы наблюдаемого эффекта отражения на основе ранее предложенной модели Аппельбаума-Бринкмана [12]. В этой модели появление отрицательной ступеньки в туннельной проводимости связывается с процессами релаксации электронов при испускании LO-фононов в полупроводниковом электроде 3D туннельного перехода.

Рис.8. Модельный рисунок, демонстрирующий процессы туннелирования в одну и две 2D-подзоны.

В нашем случае релаксацию обеспечивают межподзонные переходы с испусканием LO-фононов поскольку E10 > εLO.

Приведены также экспериментальные данные для образцов с различными расстояниями Eij между уровнями и плотностями в ДЭС. Показано, что качественные проявления эффекта отражения видны и в этих случаях.

Обсуждаются поляронные особенности в собственной энергии электрона, взаимодействующего с LO-фононами в GaAs, при энергиях EFεLO. Модель, описывающая такие эффекты (провал в туннельной проводимости для EF-εLO), была предложена в пионерских работах Махана (см., также, более поздние обзоры [9] и [11]). В отличие от туннельных переходов с барьером Шоттки металл/nGaAs, в ДЭС δ-слоя сравнительно легко обеспечить условие EF<εLO, когда поляронные особенности должны исчезать [9]. Показано, что в этом случае фононная особенность, связанная с сингулярностью в собственной энергии, действительно не наблюдается. Таким образом, на исследованных в работе туннельных структурах Al/δ-GaAs получено экспериментальное доказательство связи поляронных особенностей в законе дисперсии электронов с величиной энергии Ферми в двумерной электронной системе.

В Главе 8 описаны исследования эффектов туннельной плотности состояний на поверхности Ферми. Показано, что даже при металлическом характере проводимости в δ-GaAs квантование электронного спектра в потенциальной яме δ-слоя приводит к зависимости АНС от межчастичных взаимодействий в ДЭС. Обсуждается возможная связь АНС с эффектом слабой локализации, когда время сбоя фазы τφ может быть обусловлено межэлектронными столкновениями [5] в ДЭС δ-слоя. В образцах Al/δGaAs параметр (κFl) оказывается порядка 10 и может быть легко уменьшен до величины ~1 за счет уменьшения плотности ДЭС.

В качестве эксперимента, позволяющего изменять плотность ДЭС в одной туннельной структуре, представлены результаты туннельно-спектроскопических исследований структуры Al/δ-GaAs в условиях гидростатического давления. Показано, что влияние давления на туннельный спектр ДЭС не сводится только к изменению высоты потенциального барьера на границе Al/GaAs за счет роста ширины запрещенной зоны с давлением. При достижении критического давления PС=15 кбар плотность ДЭС начинает быстро уменьшаться с ростом давления из-за захвата свободных носителей из δ-слоя на уровень DX центров. В результате характер проводимости в δ-слое при P>PС меняется.

Металлическая проводимость сменяется прыжковой проводимостью по локализованным состояниям в потенциальной яме δ-слоя. Это приводит к значительному росту амплитуды АНС, что можно связать с уменьшением плотности состояний Δρ/ρbkg ~ Δσ/σ на поверхности Ферми ДЭС (см. Рис.9, а также Рис.3, иллюстрирующий получение величины относительной туннельной проводимости вблизи уровня Ферми ДЭС). В качестве меры электронной плотности ДЭС для данных, приведенных на Рис.9, была использована величина E0F = E0-EF, которая пропорциональна концентрации электронов n2D, когда E0F превышает полуширину уровня ΔE0 (>=5 мэВ) в туннельном спектре. При E0F<ΔE0 уровень Ферми оказывается  вблизи дна подзоны E0 и прямая пропорциональность между E0F и n2D нарушается. Хотя уменьшение этой величины продолжает отражать падение n2D с давлением. При E0F<0 уровень Ферми ДЭС попадает в область локализованных состояний. Проводимость по δ-слою становится прыжковой и температурный коэффициент сопротивления (ΔR/R)/ΔT возрастает (по модулю) на несколько порядков, что свидетельствует о переходе к режиму сильной локализации (экспоненциальная зависимость проводимости от температуры) в приповерхностном δ-слое. Переход от слабой локализации к сильной в «глубоких» δ-легированных слоях в GaAs ранее наблюдался в транспортных измерениях [6]. Как следует из Рис.9, именно в области E0F<0 наблюдается усиление провала в туннельной плотности состояний, что свидетельствует о появлении мягкой кулоновской щели на поверхности Ферми ДЭС.

Такую же картину демонстрируют данные измерений, полученные на семи образцах (при P=0), в которых уменьшение плотности ДЭС и приближение к диэлектрическому состоянию достигалось за счет изменения технологических параметров структур. Показано, что в этом случае также наблюдается нарастание провала в туннельной плотности состояний при прохождении дна нижайшей подзоны E0 через уровень Ферми, как и в экспериментах при гидростатических давлениях.

Рис.9. Зависимость глубины провала в туннельной плотности состояний на уровне Ферми от величины E0F .

Максимальная относительная глубина этого провала в туннельной плотности состояний Δρ/ρbkg достигала величины 30% для самой низкой плотности ДЭС (<1011 см 2). Следует отметить, что наблюдение сверхпроводящей щели в алюминиевом электроде (Рис.3) свидетельствует не только о высоком качестве туннельных переходов, но и о возможности исследования в структурах Al/δ-GaAs эффектов туннельной плотности состояний.

В Главе 9 рассматривается фоторезистивный отклик туннельных переходов на импульсное излучение субмиллиметрового (СБММ) лазера с оптической накачкой. Исследовался фотоотклик δ-легированных структур на излучение с длинами волн 90 и 250 мкм. Длительность импульса СБММ излучения была порядка 100 нс. Импульсный сигнал, пропорциональный изменению сопротивления образца под действием лазерного излучения, падающего со стороны подложки, измерялся в стандартной схеме измерения фотоотклика при сопротивлении нагрузки RL=50 Ом или 275 Ом.

Был обнаружен быстрый фотоотклик, воспроизводящий структуру лазерного импульса. Импульсный фотоотклик, измеренный при температуре 77 К для трех напряжений смещения Ugd на туннельной структуре Al/δ-GaAs, показан на Рис.10.

Здесь же приведена зависимость сопротивления Rgd структуры от Ugd. При нулевом смещении (Ugd = 0) наблюдалась знакопеременная фото-э.д.с., что свидетельствует о перераспределении свободных зарядов между δ-слоем и металлическим затвором под действием лазерного импульса аналогично случаю переходов с барьером Шоттки на основе объемно-легированного GaAs.

При Ugd ≠ 0 фотосигнал изменял знак при изменении знака напряжения смещения, выявляя тем самым, что облучение приводит к изменению сопротивления структуры. В области смещений, где основная часть напряжения падала на туннельном переходе, сопротивление возрастало под действием излучения. Следовательно, знак фоторезистивного эффекта однозначно указывает на нетепловую природу фотоотклика туннельного перехода Al/δ-GaAs.

При больших смещениях на исследуемой структуре, когда Rgd определяется проводимостью по каналу, знак фоторезистивного эффекта отвечает уменьшению сопротивления и, следовательно, может быть связан с разогревом ДЭС лазерным излучением. Измерения показали идентичность фотооткликов структур Al/δ-GaAs при больших смещениях и структур δ-GaAs без затвора. Результаты этих исследований подтвердили предположение о разогреве ДЭС за счет поглощения излучения свободными носителями.

Рис.10. Отклик туннельной структуры на импульсное лазерное излучение субмиллиметрового диапазона при различных смещениях на структуре Al/δ-GaAs.

Специальные эксперименты показали, что резистивный туннельный фотоотклик формируется на границах затвора в структуре Al/δ-GaAs (в области протекания тока через структуру) и обусловлен перпендикулярной этой границе компонентой электрического поля световой волны. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что действие излучения на туннельное сопротивление структуры Al/δ-GaAs обусловлено перпендикулярной к δ-слою и затвору компонентой электрического поля ближней зоны, возникающей вблизи края затвора при дифракции нормально падающей электромагнитной волны. При этом переменное поле, направленное вдоль туннельного тока, приводит к росту туннельного сопротивления под действием излучения.

В Заключении сформулированы основные результаты работы.

1. Разработана технология и изготовлены высококачественные туннельные структуры Al/δ-GaAs в камере молекулярно-лучевой эпитаксии с алюминиевым затвором, выращенным in situ. Впервые получены образцы туннельных переходов на основе приповерхностного δлегированного слоя в GaAs, позволяющие изучать эффекты плотности состояний и многочастичных взаимодействий в ДЭС методом туннельной спектроскопии при гелиевых температурах. Качество туннельных структур подтверждено экспериментами на большом количестве образцов с площадью туннельного перехода от 1 до 10-2 мм2 и наблюдением сверхпроводящей щели в Al-электроде.

2. Исследован эффект замороженной туннельной фотопроводимости (ЗТФП) в структурах Al/δ-GaAs. Показано, что эффект проявляется в туннельных спектрах как сгущение пустых уровней в δ-слое к основному состоянию после подсветки излучением видимого и инфракрасного диапазонов. Изменения положений пустых подзон составляет десятки миллиэлектронвольт и связаны с увеличением ширины потенциальной ямы δ-слоя после подсветки. При межзонной подсветке (hν>Eg) в наблюдаемый эффект дают вклад как межзонные переходы электронов с последующим накоплением положительного заряда в глубине полупроводника, так и фотоионизация глубоких центров в эпитаксиальном слое и/или подложке. При hν<Eg сдвиг подзон связан только с последним процессом. При этом влияние DX центров становиться заметным только при температурах выше критической температуры 45 К для эффекта ЗТФП.

3. Обнаружен резонансный межподзонный полярон в ДЭС в структуре Al/δ-GaAs. Эффект наблюдается в условиях, когда разность энергий заполненного и пустого уровней оказывается кратной энергии LOфонона в GaAs, и проявляется как пиннинг и расталкивание соответствующих термов при диамагнитном сдвиге уровней.

4. Обнаружено отражение электронов (уменьшение туннельной проводимости) при туннелировании в ДЭС на пороге эмиссии LO-фононов. Экспериментально показано, что наблюдаемый эффект связан с включением в процесс туннелирования новой подзоны ДЭС при выполнении условия Eij>εLO, где Eij – энергетический зазор между этой подзоной и нижележащим (заполненным) уровнем.

5. Впервые экспериментально доказано, что собственно-энергетические поляронные эффекты в законе дисперсии электронов проявляются в туннельных спектрах при туннелировании из ДЭС только в случае, когда энергия Ферми EF заполненной подзоны превышает энергию LO-фонона εLO. При EF<εLO наблюдаются только процессы неупругого туннелирования с участием фононов.

6. Обнаружено значительное (до 30% при 4.2 К) уменьшение туннельной плотности состояний на поверхности Ферми ДЭС вблизи перехода проводящего канала приповерхностного δ-слоя в диэлектрическое состояние. Обеднение 2D канала с ДЭС в этих экспериментах достигалось как путем изменения технологических параметров структур, так и за счет гидростатического давления.

7. Обнаружен значительный рост подвижности в ДЭС асимметричной потенциальной ямы δ-слоя при увеличении концентрации 2D электронов с изменением напряжения на затворе структуры Al/δ-GaAs или при введении дополнительного δ-легированного слоя. Показано, что наблюдаемое возрастание подвижности связано с пространственным удалением подвижных носителей в возбужденных подзонах от слоя заряженных доноров. Этот результат был использован для создания эффективного полевого транзистора на приповерхностных δ-легированных слоях в GaAs.

8. Обнаружен эффект возрастания туннельного сопротивления структуры Al/δ-GaAs под действием мощного импульсного лазерного излучения субмиллиметрового диапазона. Показано, что в условиях слабой прозрачности металлического затвора эффект формируется на его границах и зависит от поляризации излучения. Показано также, что обнаруженный эффект не связан с разогревом электронов в ДЭС, который наблюдается в части структуры, свободной от металлического затвора.

Список основных публикаций автора по теме диссертации:

А1. Котельников И.Н., Шульман А.Я., Чиркова Е.Г, Чепиков Д.К., Определение параметров области изгиба зон в переходах n-GaAs/металл по туннельным вольтамперным характеристикам // ФТП, Т. 21, в. 10., с. 1854-1862 (1987).

А2. Kotel'nikov I.N., Shul'man A.Ya., Effects of electron-electron and electron-phonon interactions on tunneling spectra of quasi-classical barrier systems // Proc. of 19th Intern. conf. on the physics of semiconductors, Volume 1, Ed.: W. Zawadzki, Warsaw, Poland, August 15-19, 1988, pp. 681-684.

А3. Анохина С.П., Котельников И.Н., Медведев Б.К., Мокеров В.Г., Туннельная проводимость структур на основе GaAs с дельта-легированными слоями // 1-я Всесоюзная конференция по физическим основам твердотельной электроники, Тезисы докладов, Ленинград, 25-29 сентября 1989 г., Т. А, с. 79-80.

А4. Ганичев С.Д., Глух К.Ю., Котельников И.Н., Мордовец Н.А., Шульман А.Я., Ярошецкий И.Д., Точечный быстродействующий фотоприемник лазерного субмиллиметрового излучения // Письма в ЖТФ, Т. 15, вып. 8, с. 8-10 (1989).

А5. Shul'man A.Ya., Kotel'nikov I.N., Voronovsky A.N., Dizhur E.M., Itskevich E.S., Effects of DX-center occupation and band structure change on tunneling current in self-consistent Shottky-barrier n-GaAs/Au junctions // Proc. of 20th Intern. conf. on the physics of semiconductors, Volume 2, Thessaloniki, Greece, August 6-10, 1990, World Scientific Publishing, Editors by E.M.Anastasakis and J.D. Joannopoulos, pp. 1242-1245.

А6. Gulyaev Yu.V., Medvedev B.K., Mokerov V.G., Kotel'nikov I.N., Rzhanov Yu.A., Molecular beam epitaxy of delta-doped GaAs and GaAs/AlGaAs heterostructure for electronic devices and integrated circuits // Proc. of 18th USSR-Japan Electronics symposium on "General Electronics", Dec. 12-13, 1991, Tokyo, Japan, pp. 221-236, Tokai University General Res. Organization.

А7. Дижур Е.М., Вороновский А.Н., Ицкевич Е.С., Котельников И.Н., Шульман А.Я., Осцилляции туннельной проводимости перехода nGaAs/Au с барьером Шоттки // ЖЭТФ, Т. 102, в.5(11), с. 1553-1562 (1992).

А8. Котельников И.Н., Кокин В.А., Медведев Б.К., Мокеров В.Г., Ржанов Ю.А., Анохина С.П., Характеристики и особенности проводимости приповерхностных дельта-легированных слоев GaAs при изменении концентрации двумерных электронов // ФТП, Т. 26, в. 8, с. 1462-1470 (1992).

А9. Ганичев С.Д., Глух К.Ю., Котельников И.Н., Мордовец Н.А., Шульман А.Я., Ярошецкий И.Д., Туннелирование при плазменном отражении излучения в переходах металл-полупроводник с самосогласованным барьером Шоттки // ЖЭТФ, Т. 102, с. 907-924 (1992).

А10. Dizhur E.M., Voronovskii A.N., Itskevich E. S., Shul'man A.Ya., Kotel'nikov I.N., Oscillations on tunneling conductance of Schottky-barrier n-GaAs/Au junctions // High Pressure Researches, V. 9-10, No 1-2, pp. 370-373 (1992).

А11. Котельников И.Н., Рылик А.С., Шульман А.Я., Магнитоосцилляции и анизотропия аномалии при нулевом смещении в туннельных переходах n-GaAs/Au в квантующем магнитном поле // Письма в ЖЭТФ, Т. 58, в. 10, с. 831-835 (1993).

А12. Kotel'nikov I.N., Kokin V.A., Medvedev B.K., Mokerov V.G., Rzhanov Yu.A., Additional opportunities for control of two-dimensional channel coductance in delta-layer structures // Proc. 1993 Semiconductor Device Reserch Symposium, Charlottesville, Virginia, USA, December 1- 3, 1993, V.1, pp.217-220.

А13. Мокеров В.Г., Медведев Б.К., Котельников И.Н., Федоров Ю.В., Влияние состояния поверхности GaAs перед осаждением Si на процесс дельта-легирования // Доклады Академии Наук, Т. 332, No 5, c. 575-577 (1993).

А14. Котельников И.Н., Шульман А.Я., Мод Д.К., Порталь Ж.-К., Туннелирование в квантующем магнитном поле и многочастичные особенности в туннельных спектрах переходов с барьером Шоттки // Письма в ЖЭТФ, Т. 60, в. 12, c. 849-853 (1994).

А15. Котельников И.Н., Шульман А.Я., Варванин Н.А., Ганичев С.Д., Майерхофер Б., Преттл В., Фоторезистивный эффект в туннельных переходах дельта-легированный GaAs/металл // Письма в ЖЭТФ, Т. 62, в. 1, с. 48-53 (1995).

А16. Kotel'nikov I.N., Shul'man A.Ya., Mordovets N.A., Ganichev, S.D., Prettl W., Effect of Pulsed FIR Laser Radiation on Tunnel and Channel Resistance of Delta-Doped GaAs // Physics of Low-Dimensional Structures, V. 12, pp. 133-140 (1995).

А17. Kotel'nikov I.N., Shul'man A.Ya., Mordovets N.A., Ganichev S.D., Mayerhofer B., Prettl W., Effect of pulsed FIR laser radiation on tunnel and channel resistance of delta-doped GaAs // Proceedings of Int. Semic. Dev. Res. Symp. (ISDRS-95), Charlottesville, USA., 1995, V. 1, pp. 99-102.

А18. Kotel'nikov I.N., Shul'man A.Ya., Ganichev S.D., Varvanin N.A., Mayerhofer B., Prettl W., Heating of Two-Dimensional Electron Gas and LO Phonons in Delta-Doped GaAs by Far-Infrared Radiation // Sol. State Comm., V. 97, No. 10, pp. 827-832 (1996).

А19. Ganichev S.D., Kotel'nikov I.N., Shul'man A.Ya., Mordovets N.A., Prettl W., Response of tunnel Schottky-barrier junctions to radiation pressure of FIR laser radiation // Int. Journal of IR and MM Waves, V. 17, No. 8, pp. 1353-1364 (1996).

А20. Shul'man A.Ya., Kotel'nikov I.N., Magnetoresistance and Zero-Bias Anomaly in Tunnel Schottky-Barrier Junctions at Quantizing Magnetic Fields // Proc. of 12th Int. Conf. on High Magnetic Fields in Semiconductors, WeP-76, Aug. 1996, Wurzburg, Germany, High Magnetic Field in the Physics of Semiconductors II, World Scientific Publ., Singapore, 1997, pp. 461-464.

А21. Shul'man A.Ya., Kotel'nikov I.N., Ganichev S.D., Dizhur E.M., Zepezauer E., Prettl W., Effect of electron heating and radiation pressure on tunneling across Schottky barrier due to giant near field of FIR laser radiation // Physica B, V. 272, pp. 442-447 (1999).

А22. Kotel'nikov I.N., Volkov V.A., Intersubband resonant polaron in near- surface delta-doped GaAs // Proc. of 7th Intern. Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", TP-07p, St.Petersburg, Russia, June 14-18, 1999, pp. 272-275.

А23. Shul'man A.Ya., Kotel'nikov I.N., Ganichev S.D., Dizhur E.M., Prettl W., Ormont A.B., Fedorov Yu.V., Zepezauer E., Near-Zone Field Effect of FIR Laser Radiation on Tunnel Current through the Schottky Barrier under Plasma Reflection Condition // Physica Status Solidi (a), V.175, pp. 289-296 (1999).

А24. Котельников И.Н., Кокин В.А., Федоров Ю.В., Гук А.В., Талбаев Д.Т., Межподзонные резонансные поляроны в туннельных переходах Al/delta-GaAs // Письма в ЖЭТФ, Т. 71, в. 9, с. 564-569 (2000).

А25. Котельников И.Н., Дижур С.Е., Туннельная спектроскопия 2D подзон дельта-слоя в режиме замороженной туннельной фотопроводимости // Материалы совещания "Нанофотоника", Нижний Новгород 26-29 марта 2001 г., Институт физики микроструктур РАН, с. 236-239.

А26. Котельников И.Н., Дижур С.Е., Межподзонный резонансный полярон в приповерхностном дельта-легированном слое GaAs // Материалы совещания  "Нанофотоника", Нижний Новгород 26-29 марта 2001 г., Институт физики микроструктур РАН, с. 159-162.

А27. Шульман А.Я., Котельников И.Н., Варванин Н.А., Миргородская Е.Н., Туннельная спектроскопия обменно-корреляционного взаимодействия электронов в барьере Шоттки в квантующем магнитном поле: переходы n-GaAs/Me // Письма в ЖЭТФ, Т. 73, вып.9-10, с.643-648 (2001).

А28. Kotel'nikov I.N., Dizhur S.E., Persistent 2D states of δ-layer quantum well and resonant polaron in δ-GaAs/Al structures // Proceedings of 9th International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", St. Petersburg, Russia, June 17-22, 2001, pp.286-289.

А29. Dizhur E.M., Shulman A.Ya., Kotelnikov I.N., Voronovsky A.N., Pressure dependence of the barrier height in tunnel n-GaAs/Au junctions // Phys. stat. sol. (b), V. 223, pp. 129-137 (2001).

А30. Dizhur S.E., Kotel'nikov I.N., Kokin V.A., Shtrom F.V., 2D-subband spectra variations under persistent tunnelling photoconductivity condition in tunnel delta-GaAs/Al structures // Physics of Low-Dimensional Structures, V 11/12, pp. 233-244 (2001).

А31. Kotel'nikov I.N., Dizhur S.E., Shtrom F.V., Many-body lines in tunneling spectra of Al/δ-GaAs junctions near resonant polaron threshold // Proceedings of 10th International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", St. Petersburg, Russia, June 17-21, 2002, pp.323-326.

А32. Dizhur E.M., Voronovsky A.N., Kotelnikov I.N., Dizhur S.E., Feiginov M.N., Experimental study of pressure influence on tunnel transport into 2DEG // Phys. Stat. Sol. (b), V. 235, No 2, pp. 531-535 (2003).

А33. Kotel'nikov I.N., Dizhur E.M., Voronovsky A.N., Dizhur S.E., Kokin V.A. Feiginov M.N., Tunneling spectroscopy of near-surface delta-layer in GaAs at high pressure // Proceedings of the 11th International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", St.Petersburg, Russia, June 23-28, 2003, pp.117-118.

А34. Kotel'nikov I.N., Dizhur S.E., Polaron singularities in tunnelling spectra of high density 2D electron system in delta-layer // Proceedings of 12th International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", St. Petersburg, Russia, June 21-25, 2004, pp. 366-367.

А35. Дижур Е.М., Вороновский А.Н., Федоров А.В., Котельников И.Н., Дижур С.Е., Переход приповерхностного δ-слоя туннельной структуры Al/δ(Si)-GaAs в диэлектрическое состояние под давлением // Письма в ЖЭТФ, Т. 80, № 6, с. 489-492 (2004).

А36. Котельников И.Н., Дижур С.Е., Рассеяние с участием LO-фононов при туннелировании в двумерную электронную систему дельта-слоя // Письма в ЖЭТФ, Т. 81, Вып. 9, с. 574-577 (2005).

А37. Kotel'nikov I.N., Dizhur S.E., Mordovets N.A., Decrease of tunnelling conductance near LO-phonon emission threshold in Al/delta-GaAs junctions // Proceedings of 13th International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", St. Petersburg, Russia, June 20-25, 2005, pp.171-172.

А38. Dizhur E.M., Voronovsky A.N., Fedorov A.V., Kotel'nikov I.N., Dizhur S.E., Pressure Induced Transition of 2DEG in δ-doped GaAs to Insulating State // Proceedings of 13th International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", St. Petersburg, Russia, June 20-25, 2005, pp. 409-410.

А39. Дижур С.Е., Котельников И.Н., Дижур Е.М., Отражение электронов при туннелировании и межподзонный резонансный полярон в двумерной электронной системе дельта-слоя в GaAs // Радиотехника и электроника, Т. 51, №5, с. 625-632 (2006).

А40. Котельников И.Н., Дижур С.Е., Фейгинов М.Е., Мордовец Н.М., Влияние энергии фотонов и температуры на эффект замороженной туннельной фотопроводимости структур Al/delta-GaAs // ФТП, Т..40, Вып.7, с. 839-845 (2006).

А41. Kotel'nikov I.N., Dizhur E.M., Voronovsky A.N., Dizhur S.E., Tunnel density of states at the Fermi level in the two-dimensional electron system of the delta-doped layer in GaAs // Proceedings of 14th International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", St. Petersburg, Russia, June 26-30, 2006, pp. 352-353.

А42. Kotel'nikov I.N., Dizhur E.M., Voronovsky A.N., Dizhur S.E., Tunnel density of states at the Fermi level in the two-dimensional electron system // Abstracts of International Conference of the Physics of Semiconductors, July 24-28, 2006, Vienna, Austria, WeA2h.4, p.185.

Цитированная литература.

1. Wolf, E.L. Principles of Electron Tunneling Spectroscopy / E.L. Wolf - Oxford : Oxford Univ. Press, 1985. – 576 p.

2. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры. / Под редакцией Л. Ченга, К. Плога; перевод с английского под ред. Ж.И. Алферова. Москва : Мир, 1989. – 582 с.

3. Шик А.Я., Полупроводниковые структуры с дельта-слоями / А.Я. Шик // ФТП. 1992. - Т.26, Вып.7. - С. 1161-1181.

4. Delta Doping of Semiconductors / Ed. by E.F. Schubert - Cambridge: Cambridge University Press, 1996. – 616 p.

5. Altshuler, B.I. Electron-electron interection in desordered conductors / B.I. Altshuler, A.G. Aronov // in Electron-electron interection in desordered systems. Eds. A.L. Efros, M. Pollak - North-Holland : Elsevier Science Publishers B.V., 1985.- Chapter 1, P. 1-153.

6. Khavin, Yu. Strong localization of electrons in quasi-one-dimensional conductors / Yu. Khavin, M. Gershenson, A. Bogdanov // Phys. Rev. B. – V. 58, No 12 – P. 8009 8019.

7. Pilkington, S.J. The growth of epitaxial aluminium on As containing compound semiconductors / S. J. Pilkington, M. Missons // Journal of Crystal Growth. – 1999. – V. 196. – P. 1-12.

8. Пекар, С.И. Исследования по электронной теории кристаллов / С. И. Пекар – М. : Гостехиздат, 1951. – 256 с.

9. Аппель, Дж. Поляроны / Дж. Аппель // в книге «Поляроны», перевод с английского; под редакцией Ю. А. Фирсова – Москва : Наука. - 1975. – С. 13-204.

10. Левинсон, И.Б. Пороговые явления и связанные состояния в поляронной проблеме  / И.Б. Левинсон, Э.И. Рашба // УФН. – 1973. – Т. 111, Вып. 4 - С. 683-718.

11. Mahan, G.D. Many-particle physics / G. D. Mahan - New York: Kluwer, 2000. - Ch.7, Sec.7.3.

12. Appelbaum, J.A. Interface effects in normal metal tunneling / J. A. Appelbaum, W. F. Brinkman // Phys. Rev. B. – 1970. - V. 2 – P. 907-915.

 






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.