WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

меньшей поперечной эффективной массой). Поэтому Кроме того, мы провели как псевдопотенциальные, есть основания полагать, что нижняя кривая с малой дистак и модельные расчеты коэффициентов прохождения персией в основном связана с состояниями Xx-долины, верхняя — с состояниями Xy-долины. Для направления (110) волнового вектора q симметрия между долинами сохраняется, и Xx-, Xy-ямы одинаковы. Дисперсии для обеих кривых для каждого M практически одинаковы, за исключением величины расщепления (большего для M = 10 и меньшего, практически не заметного на рис. 1, для M = 11). Отметим, что такая зависимость имеет место только для достаточно малых q ; при увеличении q в направлении (110) картина существенно меняется и представление о Xx-Xy-взаимодействии становится некорректным, в частности при qx = qy = 0.5 более уместно говорить о LL-взаимодействии.

Перейдем к рассмотрению спектров сверхрешеток (AlAs)M(GaAs)N(001). Мы провели расчеты для тех же 4 сверхрешеток, что и в работе [6], с M = 10, и N = 7, 8 в различных сочетаниях. Можно показать, используя теорему Блоха для сверхрешеток, что их электронный энергетический спектр находится из уравнения [16] det S-1(2) - Q = 0, (28) где, как ив (27), S(2) — матрица рассеяния для системы Рис. 2. Электронные энергетические спектры сверхрешеток с двумя гетерограницами, расстояние между которы- (AlAs)M(GaAs)N(001): a — M = 10, N = 8; b — M = 11, ми — M слоев AlAs, при фиксированных значениях E N = 7; c — M = 10, N = 7.

Физика и техника полупроводников, 2001, том 35, вып. 848 Г.Ф. Караваев, В.Н. Чернышов вблизи 0.25 и 0.35 эВ имеются резонансы, связанные с X-ямами AlAs, как для k = 0, так и для q = 0.

Это обстоятельство указывает на важность учета не только нормально падающих электронов (как это обычно делают), но и движущихся под углом к нормали. Таким образом, существует возможность создания структур, которые могут обладать интересными вольт-амперными характеристиками, обусловленными наложением различных резонансов.

Заключение В настоящей работе рассмотрены условия сшивания огибающих функций Xx- и Xy-состояний в гетероструктурах GaAs / AlAs(001). Эти состояния при определенных условиях обеспечивают главный вклад в электронные Рис. 3. Энергетическая зависимость коэфсвойства указанных гетероструктур и сверхрешеток на фициентов прохождения для гетероструктуры их основе, они привлекаются для обсуждения ряда экспеAlAs / GaAs(7) / AlAs(16) / GaAs(7) / AlAs при q = 0. Сплошриментальных результатов. Параметры модели опреденой линией обозначена зависимость PX1xX1x = PX1yX1y; пунктирлены на основе симметрии структуры и из псевдоной линией — зависимость PX1xX1y = PX1yX1x ; штриховой линией потенциальных расчетов. Эффективность предложенной изображены коэффициенты прохождения при k = 0.

нами модели для огибающих функций подтверждается хорошим совпадением результатов модельных и псевдопотенциальных расчетов дисперсии уровней в квантодля различных структур AlAs / GaAs(001) при различных вых X-ямах AlAs, электронных спектров сверхрешеток значениях q в окрестности q = 0 и во всех случаях (AlAs)M(GaAs)N(001) и коэффициентов прохождения получали хорошее совпадение результатов расчета. Это X-электронов в структурах с одной X-ямой и двумя еще раз показывает эффективность предложенной модеX-барьерами. Мы показали, что используемые в некотоли для огибающих функций с определенными нами парарых работах [5,7] условия сшивания должны быть испраметрами. В качестве примера на рис. 3 приведены энервлены в соответствии с полученными нами соотношенигетические зависимости коэффициентов прохождения ями. Вывод авторов работы [5] о повороте эллипсоидов для структуры AlAs / GaAs(7) / AlAs(16) / GaAs(7) / AlAs постоянной энергии только за счет Xx-Xy-смешивания (в скобках указано число монослоев) при q = 0. Для состояний противоречит следствиям из симметрии задауказанного выше интервала энергий существуют четыре чи. Наши прямые расчеты дисперсии энергетических зон коэффициента прохождения в направлениях (110) и (110) также не обнаруживают никакого различия между этими двумя направлениями.

PX1xX1x, PX1yX1y, PX1xX1y, PX1yX1x;

По-видимому, обнаруженная в [5] анизотропия связана первый индекс указывает на тип падющей волны, втос более низкой симметрией ответственных за наблюдарой — прошедшей. Из-за симметрии задачи при q = емый эффект состояний по сравнению с теми, которые равны между собой первые 2 коэффициента, описывапривлекаются авторами [5].

ющие внутридолинное рассеяние. Энергетическая завиАвторы признательны Е.Л. Ивченко, обратившему их симость этих коэффициентов прохождения на рис. внимание на работу [5].

изображена сплошной линией. Пунктирной линией на этом рисунке представлена зависимость PX1xX1y = PX1yX1x, Работа выполнена при поддержке программы Минисоответствующая междолинному Xx-Xy-рассеянию. Из стерства науки ”Поверхностные атомные структуры”, рисунка видно, что резонансы для обеих кривых допроект № 5.12.99, и гранта Российского фонда фундастигаются при близких энергиях. Отметим, что если ментальных исследований № 00-02-17996.

мы возьмем слой AlAs, состоящий из нечетного числа мономолекулярных слоев, то Xx-Xy-прохождение отсутСписок литературы ствует, что, конечно, согласуется с приведенными выше результатами для одиночной квантовой ямы AlAs. При [1] J.M. Smith, A.C. Klipstein, R. Grey, G. Hill. Phys. Rev. B, 57, q = 0 резонансные пики в коэффициентах прохождения 1746 (1998).

сдвигаются и расщепляются аналогично рассмотренной [2] J.M. Smith, A.C. Klipstein, R. Grey, G. Hill. Phys. Rev. B, 57, ранее дисперсии i(q ) в квантовой X-яме AlAs.

1740 (1998).

На рис. 3 штриховой линией изображена энергетиче[3] J.M. Smith, A.C. Klipstein, R. Grey, G. Hill. Phys. Rev. B, 58, ская зависимость коэффициентов прохождения для той 4708 (1998).

же структуры при k = 0, т. е. при нормальном к гете- [4] J.J. Finley, M.S. Skolnick, J.W. Cockburn, R. Teisler, R. Gray, рогранице падении электронов. Видно, что для энергий G. Hill, M.A. Pafe. Superlat. Microstruct., 23, 513 (1998).

Физика и техника полупроводников, 2001, том 35, вып. Смешивание электронных состояний Xx и Xy-долин в гетероструктурах AlAs / GaAs(001) [5] H. Im, A.C. Klipstein, R. Grey, G. Hill. Phys. Rev. Lett., 83, 3693 (1999).

[6] Y. Lu, L.J. Sham. Phys. Rev. B, 40, 5567 (1989).

[7] Y. Fu, M. Willander, E.L. Ivchenko, A.A. Kiselev. Phys. Rev.

B, 47, 13 498 (1993).

[8] D.Y. Ko, J.S. Inkson. Phys. Rev. B, 38, 9946 (1988).

[9] С.Н. Гриняев, В.Н. Чернышов. ФТП, 26, 2057 (1992).

[10] Г.Ф. Караваев, С.Н. Гриняев, В.Н. Чернышов. Изв. вузов.

Физика, №9,64 (1992).

[11] T. Ando, S. Wakahara, H. Akera. Phys. Rev. B, 40, 11 (1989).

[12] T. Ando, H. Akera. Phys. Rev. B, 40, 11 619 (1989).

[13] G.F. Karavaev, V.N. Chernyshov, S.N. Grunyaev. Abstracts of invited lectures and contributed papers Int. Symp. Nanostructures: Physics and Technology (St. Petersburg, 1994) p. 62.

[14] Г.Ф. Караваев, В.Н. Чернышов, А.А. Воронков. Изв. вузов.

Физика, №1, 63 (1997).

[15] В.А. Чалдышев, С.Н. Гриняев. Изв. вузов. Физика, № 3, (1983).

[16] G.F. Karavaev, V.N. Chernyshov. Abstracts of invited lectures and contributed papers. Int. Symp. Nanostructures: Physics and Technology (St. Petersburg, 1995) p. 126.

Редактор Т.А. Полянская The electron states mixing of Xx and Xy valleys in AlAs / GaAs(001) heterostructures G.F. Karavaev, V.N. Chernyshov Sbierian Physical and Technical Institute, 634050 Tomsk, Russia

Abstract

The Xx-Xy electron state mixing of X-valley electrons in AlAs/GaAs(001) heterostructures have been considered. The general conditions for the envelope matching matrices, connected with the structural symmetry, are obtained, and the model for the description of the Xx-Xy-mixing processes are suggested. The matching matrices obtained differ essentually from those used before. The model and pseudopotential calculations of the level dispersion in AlAs quantum wells, of the electron subbands in (AlAs)M(GaAs)N(001) superlattices, of the transmission coefficients in systems with one X-well and two X-barriers. Have been performed agreement results of both calculations is an evidence in favour of effectiveness of the envelope function model with the parameters found by the authors.

6 Физика и техника полупроводников, 2001, том 35, вып.

Pages:     | 1 | 2 ||



© 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.