WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Поскольку расчеты в работе [16] были выполнены для Как показано В. Карпусом [16], экспериментальные данные [11] постоянного электрического поля, естественно, они не в области Te T хорошо укладываются в общую картину зависимогут объяснить отмеченные расхождения и, в особенмости Q(Te, T ) (см. рис. 4 из работы [16]). Следует отметить, что ности, различие зависимостей Q(Te) при разных частоиспользованное нами значение 14 = 0.12 Кл/м2 [24] для расчета (28), (29) соответствует h14 = 1.06 · 107 В/см (в обозначениях [16]). тах. По-видимому, оно связано с разным соотношением Поэтому теоретическое значение A ( = 3 или 5) для PA-рассеяния по сравнению с 1. Имея в виду приблизительв работах [11,14,16] (см., например, A3 для теоретической кривой ность расчетных параметров и неточность в определении на рис. 3 из работы [11]) в 1.3 раза больше соответствующих величин входной мощности при наших измерениях, мы придля QPA, при приведенных в соотношениях (28) и (29), при близких значениях ns. няли за величину времени энергетической релаксации Физика и техника полупроводников, 1997, том 31, № Разогрев двумерного электронного газа электрическим полем поверхностной акустической волны значение, оцененное по теоретическому значению Показано, что экспериментальные зависимости мощA5 16.2эВ/(с· K5) с = 5 (29), что дает при расчете ности энергетических потерь Q от Te на разных частотах = на основе (17) или (24) значение 3.3 · 10-9 с. При ПАВ зависят от соотношения по сравнению с 1, где = частоте f = 30 МГц 0.6 < 1, а при f = 150 МГц — время релаксации энергии двумерных электронов.

= 3 > 1, что приводит к разному разогреву Приведены теоретические расчеты разогрева двумерного = при одной и той же величине энергетических потерь. электронного газа электрическим полем поверхностВ связи с этим мы предприняли попытку теоретически ной акустической волны для случая теплых электронов рассмотреть этот вопрос (см. разд. 4.2) и сравнить (T T), показывающие, что для одной и той же полученные результаты с экспериментом. В результате мощности энергетических потерь Q степень разогрева мы можем продемонстрировать справедливость формулы (т. е. отношение Te/T ) при > 1 ( f = 150 МГц) (18), полученной в предположнии слабого разогрева меньше, чем при 1 (( f = 30 МГц). Представлены T T. Для этого на вставке к рис. 4 представлены результаты эксперимента, подтверждающие этот расчет.

экспериментальные значения разности =(W) -0 Показано, что время релаксации энгергии электронов в зависимости от Q для 2-x частот 30 и 150 МГц при определяется рассеянием энергии на пьезоэлектриH = 15.5 кЭ. Из рисунка видно, что в соответствии ческом потенциале акустических фононов в условиях с (18) эти зависимости линейны и при одних и тех сильного экранирования для частот ПАВ, используемых же значениях энергетических потерь Q величина 1 в эксперименте.

( f1 = 30 МГц) больше 2 ( f2 = 150 МГц), причем Работа выполнена при пооддержке Российского фонда их отношение 1/2 с точностью до 10% равно фундаментальных исследований (гранты 95-02-04066а и теоретической величине 95-02-04042а), а также Фонда международной ассоциации (грант INTAS-1403-93-ext).

1/2 1/1 + 1 + 2 2 1 + 41 1 + Список литературы при 1,2 = 2 f1,2. Аналогичный результат получен и для 1/2 в магнитном поле H = 14.1 кЭ. Таким образом [1] Ю.М. Гальперин, И.Л. Дричко, Б.Д. Лайхтман. ФТТ, 12, эксперимент подтверждает теоретический вывод о том, 1437 (1970).

что при T T мощность энергетических потерь [2] И.Л. Дричко. ФТТ, 27, 499 (1985).

зависит от. [3] Ю.М. Гальперин, И.Л. Дричко, Л.Б. Литвак-Горская. ФТТ, 28, 3374 (1986).

Необходимо заметить, что при определении величины [4] Ю.М. Гальперин, И.Л. Дричко, Л.Б. Литвак-Горская. Труды Q при f = 150 МГц считалось, что [(W)/M] не совещания по плазме и неустойчивости в полупроводзависит от частоты (см. разд. 3), что противоречит изниках (Вильнюс, Лит. ССР 1986) с. 186.

ложенному выше результату. Однако величины Q и в [5] A. Wixforth, J. Scriba, M. Wassermeir, J.P. Kotthaus, начале нелинейных эффектов столь малы, что их отличия G. Weimann, W. Schlapp. Phys. Rev. B, 40, 7874 (1989).

на разных частотах лежат в пределах погрешности наших [6] A. Schenstrom, M. Levy, B.K. Sarma, H. Morkoc. Sol. St.

измерений.

Commun. 68, 357 (1988).

Как видно из теории (см. разд. 4.2), пока не удалось [7] И.Л. Дричко, А.М. Дьяконов, А.М. Крещук, Т.А. Полянполучить аналитические выражения в случае сильного ская, И.Г. Савельев, И.Ю. Смирнов, А.В. Суслов. ФТП, 31, разогрева 2МЭГ в высокочастотном электрическом поле 451 (1997).

ПАВ, однако можно предположить, что по аналогии со [8] М.Г. Блюмина, А.Г. Денисов, Т.А. Полянская, И.Г. Савельев, А.П. Сеничкин, Ю.В. Шмарцев. ФТП, 19, 164 (1985).

случаем малого разогрева различие в коэффициентах A [9] И.Л. Дричко, И.Ю. Смирнов. ФТП, 31, 1092 (1997).

сохраняется и при разогревах до T 4K.

= [10] В.Ф. Гантмахер, И.Б. Левинсон. Рассеяние носителей Более точное численное развитие теории разогрева тока в металлах и полупроводниках (М., Наука, 1984).

2МЭГ при произвольных значениях от = 0 до 1, в том числе в переходных областях T Tscr [11] М.Г. Блюмина, А.Г. Денисов, Т.А. Полянская, И.Г. Савельев, = А.П. Сеничкин, Ю.В. Шмарцев. Письма ЖЭТФ, 44, и T Tsma, возможно даст объяснение и расхожде= (1986).

нию в экспериментальных результатах, полученных в [12] И.Г. Савельев, Т.А. Полянская, Ю.В. Шмарцев. ФТП, 21, постоянном и ВЧ электрических полях при одинаковом 2096 (1987).

направлении неравенств (31).

[13] А.М. Крещук, М.Ю. Мартисов, Т.А. Полянская, И.Г. Савельев, И.И. Сайдашев, А.Я. Шик, Ю.В. Шмарцев. ФТП, 22, 604 (1988).

6. Заключение [14] A.M. Kreshchuk, M.Yu. Martisov, T.A. Polyanskaya, I.G. Savel’ev, I.I. Saidashev, A.Yu. Shik, Yu.V. Shmartsev. Sol.

В работе наблюдался разогрев 2МЭГ высокочастотSt. Commun., 65, 1189 (1988).

ным электрическим полем поверхностной акустической [15] А.М. Крещук, Е.П. Лаурс, Т.А. Полянская, И.Г. Савельев, волны (ПАВ), который можно описать с помощью элекИ.И. Сайдашев, Е.М. Семашко. ФТП, 22, 2162 (1988).

тронной температуры Te, превышающей температуру [16] В. Карпус. ФТП, 22, 439 (1988).

решетки T. [17] В. Карпус. ФТП, 20, 12 (1986).

Физика и техника полупроводников, 1997, том 31, № 1366 И.Л. Дричко, А.М. Дьяконов, В.Д. Каган, А.М. Крещук, Т.А. Полянская, И.Г. Савельев...

[18] А.В. Чаплик. Письма ЖЭТФ, 60, 1845 (1971).

[19] H. Fukuyama, E. Abrahams. Phys. Rev. B, 27, 5976 (1983).

[20] Б.Л. Альтшулер, А.Г. Аронов. Письма ЖЭТФ, 30, (1979).

[21] F. Schmid. Z. Phys., 217, 251 (1979).

[22] B.L. Altshuler, A.G. Aronov, D.E. Khmelnitskii. J. Phys. C, 15, 73 (1982).

[23] И.Г. Савельев, Т.А. Полянская. ФТП, 22, 1818 (1988).

[24] A.R. Hutson, D.L. White. J. Appl. Phys., 33, 40 (1962).

Редактор Т.А. Полянская Heating of two-dimensional electron gas by the electric field of surface acoustic wave.

I.L. Drichko, A.M. D’yakonov, V.D. Kagan, A.M. Kreshchuk, T.A. Polyanskaya, I.G. Savel’ev, I.Yu. Smirnov, A.V. Suslov.

A.F. Ioffe Physicotechnical Institute, Russian Academy of Sciences, 194021 St. Petersburg, Russia

Abstract

The heating of two-dimensional electron gas by the high-frequency electric field of a surface acoustic wave has been investigated. It is shown that this heating can be described in terms of electron temperature Te and that the energy balance is determined by the electron scattering on the piezoelectric potential of acoustic phonons with the strong screening. Experimental dependencies of the energy losses power Q(Te) on different surface wave frequencies depend on the relation as compared with 1, where is the relaxation time of the mean electron energy.

Theoretical calculations of the two-dimensional electron gas heating by the wave electric field at T T are presented to show that the heating degree of two-dimensional electrons (i.e. ratio Te/T ) is less at > 1 ( f = 150 MHz) then at 1 ( f = 30 MHz).

Experimental this theory is presented.

E-mail: pta@nano.ioffe.rssi.ru(Polyanskaya), irina.l.drichko@shuvpop.ioffe.rssi.ru(Drichko) Физика и техника полупроводников, 1997, том 31, №

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.