Федеральне агентство з освіти
Пензенський державний педагогічний університет імені В.Г. Бєлінського
Фізико-математичний факультет
Кафедра загальної фізики
Курсова робота
Напівпровідникові наноструктури
В В В В В
Пенза 2008
В
Зміст
Введення.
Глава 1. Квантові ями
1.1 Технологія виготовлення квантових ям
1.2 Особливості енергетичний рівнів
1.3 Застосування квантових наноструктур в електроніці
Глава 2. Квантові дроту, нитки
2.1 Квантова дріт
2.2 Особливості квантових дротів
2.3 Квантові нитки. Виготовлення квантових ниток
Глава 3. Квантові точки
3.1 Технологія виготовлення квантових точок
3.2 Особливості квантових точок
Глава 4. Сверхрешетки
4.1 сверхрешетках. Види сверхрешеток
4.2 Фізичні властивості надграток
4.3 Технологія виготовлення надграток
4.4 Енергетична структура напівпровідникових надграток
4.5 Дослідження напівпровідникових надграток
4.6 Застосування сверхрешеток в електроніці
Висновок
Список літератури
Введення
У першій половині 50-х років XX в перед Фізико-технічним інститутом ім. А.Ф. Іоффе було поставлено завдання створити вітчизняні напівпровідникові прилади для впровадження у вітчизняну промисловість. Перед лабораторією стояло завдання: отримання монокристалів чистого германію та створення на його основі площинних діодів і тріодів. За участю Алфьорова Жореса Івановича були розроблені перші вітчизняні транзистори і силові германієві прилади. Відкриття Ж.І. Алфьоровим ідеальних гетеропереходів і нових фізичних явищ - В«суперінжекцііВ», електронного й оптичного обмеження в гетероструктурах - дозволило також кардинально поліпшити параметри більшості відомих напівпровідникових приладів і створити принципово нові, особливо перспективні для застосування в оптичній і квантової електроніці.
У початку 90-х років одним з основних напрямів робіт, що проводяться під керівництвом Ж.І. Алфьорова, стає отримання і дослідження властивостей наноструктур зниженої розмірності: квантових дротів і квантових точок.
У 1993-1994 роках вперше в світі реалізуються Гетеролазери на основі структур з квантовими точками - В«штучними атомамиВ». У 1995 році Ж.І. Алфьоров зі своїми співробітниками вперше демонструє інжекційний гетеролазеров на квантових точках, що працює в безперервному режимі при кімнатній температурі. Принципово важливим стало розширення спектрального діапазону лазерів з використанням квантових точок на підкладках GaAs. Таким чином, дослідження Ж.І. Алфьорова заклали основи принципово нової електроніки на основі гетероструктур з дуже широким діапазоном застосування, відомої сьогодні як В«Зонна інженеріяВ». p> Глава 1. Квантові ями
1.1 Технологія виготовлення квантових ям
Найпростіша квантова структура, в якій рух електрона обмежене в одному напрямку, - це тонка плівка або просто достатньо тонкий шар напівпровідника. Саме на тонких плівках напівметалу вісмуту і напівпровідника InSb вперше спостерігалися ефекти розмірного квантування [2]. В даний час квантові структури виготовляють інакше. Розглянемо структуру енергетичного спектру напівпровідників. Цей спектр складається з дозволених і заборонених енергетичних зон, які сформовані з дискретних рівнів атомів, що утворюють кристал. Найвища енергетична зона називається зоною провідності. Нижче зони провідності розташована валентна зона, а між ними лежить заборонена зона енергій. У одних напівпровідників заборонені зони широкі, а у інших більш вузькі. Що відбудеться, якщо привести в контакт два напівпровідника з різними забороненими зонами (кордон таких напівпровідників називається гетероструктур). На рис. 1 зображена межа вузькозонних і широкозонного напівпровідників. Для електронів, що рухаються в вузькозонних напівпровіднику і що мають енергію менше, кордон буде грати роль потенційного бар'єру. Два гетероперехода обмежують рух електрона з двох сторін і як би утворюють потенційну яму.
Таким способом і створюють квантові ями, поміщаючи тонкий шар напівпровідника з вузькою забороненою зоною між двома шарами матеріалу з більш широкою забороненою зоною. У результаті електрон виявляється замкненим в одному напрямку, що і призводить до квантування енергії поперечного руху. У той же час у двох інших напрямках рух електронів буде вільним, тому можна сказати, що електронний газ в квантовій ямі стає двовимірним. Таким же чином можна приготувати і структуру, що містить квантовий бар'єр, для чого слід помістити тонкий шар напівпровідника з широкою забороненою зоною між двома напівпровідниками з вузькою забороненою зоною.
В
Рис. 1 - Енергетичні зони на кордоні двох напівпровідни...
