WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Рис. 3. Оптическая микрофотография участка поверхности структуры GaAs/AlGaAs, полученная с помощью дифракционноконтрастной приставки Номарского. Горизонтальные линии вверху — ступени, образованные полосами скольжения в плоскостях (111). Вертикальная область в центре — фотолитографический рельеф с пологим склоном, сформированный до генерации полос скольжения.

область обеднения к плоскости 2DEG вдоль соответству- 2) величины сдвигов (или высоты ступени) могут ющей линии. Однако при этом электроны в прикраевой изменяться в очень широких пределах и точно соотпотенциальной яме в слабых магнитных полях могут ветствуют числу проскользивших (или вышедших на испытывать сильное рассеяние на флуктуационном по- поверхность) дислокаций;

тенциале.

3) в областях, свободных от дислокаций, вдоль плосДругой вариант — провести травление на глубину, кости скольжения отсутствуют нарушения кристалличебольшую той, на которой залегает 2DEG, с последую- ской структуры образца (т. е. атомные полуплоскости щим заращиванием возникшего линейного рва матери- после сдвига воссоединяются с новыми полуплоскостями алом барьера. В этом случае удается избежать образо- без образования нарушений в местах разрыва). Таким вания областей сильного обеднения (т. е. воникновения образом, предлагаемый способ может дать идеально флуктуационного потенциала), однако латеральные гра- ровный край 2DEG, что важно для устранения нежеланицы 2DEG оказываются неровными, отражая сложный тельных флуктуаций границы при изучении КМС.

пространственный рельеф склонов рва.

Эти особенности плоскостей скольжения ранее поВопрос о том, в какой степени ожидаемые неровности дробно изучались с помощью рентгенотопограмм и мимогут помешать изучению КМС в слабых магнитных кроэлектронограмм для монокристаллов Ge [11]. Приполях, остается открытым. Поэтому в данной работе мер из указанной работы воспроизведен на рис. 2. В мы предлагаем новый оригинальный способ введения верхней части рентгенотопограммы отчетливо видна кристаллически совершенных латеральных барьеров в прямая линия — резкая ступень на поверхности (111) плоскость 2DEG. Речь идет об использовании плоскостей пластины. Ступень сформирована дислокациями 1, 2, скольжения, возникающих при пластической деформа- и 4, лежащими в одной атомной плоскости, которая ции образца. Главными особенностями такого скольже- наклонена к плоскости образца (параллельной плоскония являются следующие:

сти фотографии), так что можно наблюдать верхний 1) сдвиг обусловлен прохождением (или выходом на и нижний сегменты дислокационных петель в проекповерхность) ряда дислокаций, генерируемых так назы- ции на поверхность кристалла. Видно, что верхние сегваемым источником Франка–Рида и скользящих строго в менты всех дислокационных петель, генерируемых ододной и той же атомной плоскости семейства {111}; ним источником Франка–Рида, выходят на поверхность Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № Влияние немонотонного профиля потенциала на краевые магнитные состояния атомарно-резким и структурно совершенным прямолинейным латеральным барьером (рис. 4). Естественно, проверка последнего утверждения должна быть предметом отдельного электрофизического исследования.

При использовании таких структур для вышеописанной модуляции КМС приграничная потенциальная яма на краю полуплоскости электронного газа может быть создана не только полосковым затвором на удаленной поверхности структуры, но и внешним электрическим полем (напряжением, приложенным к соседним террасам). На самом деле, латеральные потенциальные яма и барьер в разорванных полуплоскостях возникнут даже при нулевом напряжении, поскольку на стыке полуплоскость -легированного донорного слоя AlGaAs окажется ближе к краю ”полуслоя” квантовой ямы, лежащего по другую сторону от плоскости скольжения. Сплошной верхний металлический (нижний полупроводниковый) затворные электроды могут быть использованы для доРис. 4. Схема террасирования захороненной квантовой ямы.

полнительного управления концентрацией 2DEG.

Пунктиром показана плоскость скольжения (111).

Заключение образца с образованием ступени, причем высота ступеВ данной работе предложен и теоретически исследони увеличивается на одно межплоскостное расстояние ван новый тип краевых магнитных состояний. Эти состо(0.35 нм) при прохождении каждой новой дислокации яния обладают необычным законом дисперсии, которым (цифры 1, 2, 3 и 4 отмечают участки ступени, высотой в можно управлять с помощью прикраевого потенциала.

соответствующее число монослоев). Нижние сегменты Предсказываемые особенности этих состояний должны дислокаций уходят в глубину кристалла, располагаясь приводить к их экспериментальному проявлению в стаодин над другим в одной плоскости скольжения. Ниже тических кинетических характеристиках, а также в спекна фотографии заметны 2 другие, подобные 1-й, полотрах высокочастотного и инфракрасного поглощения в сы скольжения, образованные прохождением единичных слабых магнитных полях. Дальнейшее развитие методов дислокационных петель, генерируемых другими источнимодификации КМС с помощью затворных электродов и ками Франка–Рида в таких же плоскостях, наклоненных террасирования захороненных квантовых ям открывает под 54 к поверхности образца.

возможности целенаправленного создания квазичастиц с Мы провели предварительное исследование возможзаранее заданными изменяемыми свойствами.

ности введения аналогичных плоскостей скольжения в Эта работа частично поддержана грантами РФФИ гетероструктуру GaAs/AlGaAs с 2DEG. На рис. 2, № 96-02-19371a и № 96-02-19187a, а также Межотрапоказаны возможности введения кристаллически соверслевой научно-технической программой ”Физика твердошенных наклонных сдвигов в гетероструктуры для тертельных наноструктур” (грант № 97-2025).

расирования захороненных квантовых ям. При термическом расширении образца гетероструктуры, зажатого в кварцевой кювете, в нем возникали полосы скольжения.

Список литературы Получению сдвигов не мешали рельеф на поверхности образца, созданный фотолитографией, а также покрытие [1] R.J. Haung. Semicond. Sci. Technol., 8, 131 (1993).

поверхности золотыми контактными площадками. Соот- [2] D.B. Chklovskii, B.I. Shklovskii, L.I. Glazman. Phys. Rev. B, ветствующие резкие ступени на поверхности структуры 46, 4026 (1992).

[3] D.B. Chklovskii, K.A. Matveev, B.I. Shklovskii. Phys. Rev. B, (высотой более десятка межплоскостных расстояний) 47, 12 605 (1993).

хорошо видны в микроскопе Намарского в виде длинных [4] K. Ismail. In: Nanostructures and Quantum Effects, прямых линий (рис. 3). Участки в объеме гетероструктуSpringer Series in Material Science, ed. by H. Sakaki, H. Noge ры с разных сторон от плоскости скольжения сдвигаются (1994) v. 31. p. 61.

относительно друг друга на такое же число межплос[5] М.С. Хайкин. УФН, 96, 409 (1968).

костных расстояний, как в поверхностной ступени. При [6] Е.М. Скок, С.А. Студенкин, H. Hefele, H. Pascher. Письма этом часть GaAs-полуплоскостей захороненной квантоЖЭТФ, 37, 468 (1983) [JETP Letters, 37, 554 (1983)].

вой ямы воссоединяется с AlGaAs-полуплоскостями ба[7] В.Т. Долгополов, С.С. Мурзин. Письма ЖЭТФ, 37, (1983) рьера. Когда величина такого сдвига превышает ширину [JETP Letters, 37, 696 (1983)].

квантовой ямы, 2DEG оказывается разорван на 2 несвя- [8] D.A. Romanov, L.D. Shvartsman. Sol. St. Commun., 53, занные полуплоскости, каждая из которых ограничена (1985).

Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № 1088 Е.Б. Горохов, Д.А. Романов, С.А. Студеникин, В.А. Ткаченко, О.А. Ткаченко [9] V.A. Tkachenko, O.A. Tkachenko, G.L. Kotkin, V.G. Tupitsin.

Physica B, 175, 75 (1991).

[10] L.I. Magarilli, I.A. Panaev, S.A. Studenikin. J. Phys.: Condens.

Matter, 7, 1101 (1995).

[11] E.M. Trukhanov, E.B. Gorokhov, S.I. Stenin. Phys. St. Sol. (a), 32, 432 (1976).

Редактор Т.А. Полянская The effect of nonmonotonic potential profile on edge magnetic states E.B. Gorokhov, D.A. Romanov, S.A. Studenkin, V.A. Tkachenko, O.A. Tkachenko Institute of Semiconductor Physics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, 630090 Novosibirsk, Russia Novosibirsk State University, 630090 Novosibirck, Russia

Abstract

Dispersion law is theoretically studied for electrons moving along unruffled edge of a two-dimensional electron gas (2DEG) in the presence of adjacent potential well and weak magnetic field. Numerical modeling shows a variety of features in the density of edge magnetic states (EMS) that can be detected in magnetotransport and magnetooptical measurements. The ways of obtaining the structures for studying EMS are discussed. The possibilty to create boundaries having perfect crystalline structure between terraces in a 2DEG by insertion of inclined slip planes into heterostructure is demonstrated.

E-mail: tkachen@ns.nsu.ru (Tkachenko) Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, №

Pages:     | 1 ||



© 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.