"justify"> Умова стійкості рівноваги між поверхнею і об'ємом запишеться в наступному вигляді:
(16)
де e + h, - число електронно-доручених пар в об'ємі напівпровідника, і - флуктуації щільності у другому прошарку і об'ємі напівпровідника, відповідно.
При повної постійної концентрації носіїв величини і мають протилежні знаки, тому при різних знаках у похідних у виразі (16) стан системи завжди буде стійким. При однакових знаках похідних стан може бути нестійким, тому в цьому випадку другий шар повинен розбиватися на області з щільністю, при якій умова (16) виконується. Очевидно, в цьому випадку можливо розбивка другого шару на краплі, які можуть не перекриватися один з одним. При такому розбитті другий шар буде діелектриком, і провідність по другому шару буде відсутній, що підтверджується результатами експерименту.
У роботі виявлено, що прісм - 2 провідність поверхневих пар не спостерігається. У цій роботі зникнення провідності пояснюється існуванням фазового переходу плазма-рідина, т. Е. Освітою об'ємних eh крапель, пов'язаних із шаром поверхневого заряду.
У представленій тут моделі цей ефект пояснюється розбиттям на двовимірні краплі, яке відбувається при. Розбіжність експериментального і теоретичного значення, мабуть, пов'язано зі зменшенням ролі обмінно-кореляційного взаємодії в нашій моделі. У випадку, якщо взяти у формулі (10) f (y)=1, тоді критичне значення щільності, нижче якої відсутній провідність, становить приблизно 21012см - 2.
З рис. 6 також видно, що 2МЕДП може існувати тільки при знаходженні квазірівні Фермі електронів і дірок в досить вузькій смузі. Як випливає з результатів, представлених на рис. 6, величини квазірівні Фермі практично не мають спільних областей при різних. Це означає, що для даної інтенсивності зовнішнього випромінювання 2МЕДП може існувати тільки у вузькому діапазоні величини, що суперечить результатам експерименту. Це протиріччя знімається, якщо в теорії збільшити роль обмінно-кореляційного взаємодії. Зокрема, розрахунки, виконані з f (y)=1 (обмінно-кореляційна енергія задається формулою (9), показали, що області існування 2МЕДП з різними сильно перекриваються.
Крім отриманих вище ефектів, на поверхні напівпровідника можливе утворення багатошарової системи, тобто системи складається з чергуються шарів електронів і дірок. Відзначимо також, що 2МЕДП може утворитися на поверхні напівпровідника при.
. 1 Кулонівські кореляції та електронно-діркова рідина в подвійних квантових ямах.
В. С. Бабіченко (a), І. Я. Поліщук (bc)
(a) Російський науковий центр Курчатовський інститут, м Москва
(b) Московський фізико-технічний інститут (державний університет)
(c) Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems.
Показано, що багаточастинкові Кулонівські кореляції в подвійних квантових ямах з просторово розділеними електронами і дірками призводять до утворення виродженої електронно-доречний рідини із середньою відстанню між частинками, меншим розміру ізольованого екситона. Цей стан виявляється енергетично більш вигідним, ніж газ екситонів. Результати отримані в припущенні, що в системі є багато різних сортів електронів і дірок, що характерно, зокрема, для многодолінних напівпровідників. Обговорюється зв'язок з експериментами, в яких спостерігалися люмінесцирующие області в таких системах.
Останнім часом різко зріс інтерес до дослідження подвійних квантових ям (ДКЯ) у зв'язку з можливістю експериментальної реалізації
ДКЯ, в яких електрони і дірки розташовані в просторово розділених областях, тунелювання між якими є зникаюче малим. Дослідження просторово розділених електронів і дірок у ДКЯ було ініційовано тим, що в таких системах можливе утворення зв'язаних станів електрона і дірки (екситонів), з великим часом життя. Це час на кілька порядків більше, ніж час життя екситонів у звичайних тривимірних напівпровідниках, що сприяє можливості спостереження їх бозе-конденсації. Подальші дослідження таких систем показали, що їх фазова діаграма може бути досить складною. У даній роботі, обчислюється внесок кулонівських кореляцій в енергію основного стану багатокомпонентної виродженої електронно-доречний плазми в ДКЯ. У розглянутій моделі ДКЯ передбачається, що електрони і дірки просторово розділені. При цьому електрони рухаються в одному двовимірному шарі, а дірки -в іншому, розташованому на відстані l від першого шару. Розглядається випадок, коли електронно-діркова плазма є багатокомпонентною. При цьому мається? різних сортів електронів і така ж кількість сортів дірок, причому? ? 1. При досить малої щільності системи, електрони і дірки утворюють зв'язані стани (екситони). При достатньо низькій температурі система може розглядатися як вироджений бозе-газ. Проте ...
