рентгенівських променів. Для рентгенограм багатошарових структур в області малих кутів відбиття рентгенівських променів характерна наявність додаткових рефлексів, зумовлені періодичністю сверхрешетки. Положення цих рефлексів пов'язані з періодом сверхрешетки d:
, (8)
тут - Довжина хвилі випромінювання, n - порядок відображення. p> На рис. 9 представлена ​​дифракційна картина в малокутової області для сверхрешетки GaAs - AlAs, яка містить 6 періодів [2]. Точки на цьому малюнку представляють експериментальні результати, суцільна крива - результат теоретичних розрахунків для d = 12,72 нм. Експериментальна та розрахункова дифракційна картини згоди не тільки по положенню піків, але і за інтенсивністю і ширині ліній. Штрихова крива відповідає теоретичним розрахункам, при яких змінено період сверхрешетки всього на 0,28 нм, що відповідає зміні товщини всього на два атомних шару. Відмінність від експериментальних результатів у цьому випадку істотно. Ці оцінки свідчать про можливість контролю цим методом досконалості меж і когерентності періодів з атомної точністю. У разі плавного зміни межплоскостним відстані на кордоні між шарами сверхрешетки, крім додаткових рефлексів в малокутової області спостерігаються сверхструктурние рефлекси (сателітні відображення), супроводжуючі основні рефлекси на рентгенограмах.
В
Рис. 9
Наявність додаткових рефлексів в малокутової області і відсутність сверхструктурних рефлексів, які супроводжують основні дифракційні піки, свідчить про досконало кордонів розділу
Ідея створення напівпровідникової надгратки виникла в результаті пошуку нових приладів з негативним диференціальним електроопору. При накладенні зовнішнього електричного поля по осі надгратки електрони, прискорюючись, будуть збільшувати абсолютні значення z-компоненти хвильового вектора. Якщо довжина вільного пробігу електронів набагато більше періоду надгратки, то електрони, не встигнувши розсіятися, досягнутий кордонів сверхрешеточной зони Бріллюена у точках і , Де їх ефективна маса негативна. У цьому випадку дрейфова швидкість електронів буде падати з ростом прикладеної електричного поля, що відповідає негативному електроопору. Вперше негативне електроопір було виявлено в надрешітки GaAs - GaAlAs [1]. p> Ще один квантовий ефект спостерігається в напівпровідникових сверхрешетках при умови, що час розсіяння електронів досить велике [5]. При накладенні до надгратці зовнішнього електричного поля E електрони почнуть здійснювати періодичне рух у мінізони, відчуваючи при цьому бреггівського розсіяння на її обох кордонах. Частота осциляцій визначається виразом. p> Оптичні вимірювання в сверхрешетках є потужним засобом вивчення енергетичного будови мінізони, щільності станів в них, досконалості гетерограниц та інших фізичних характеристик надграток. Вимірювання оптичного поглинання в сверхрешетках є переконливим доказом квантування енергетичних рівнів у цих структурах. p> 4.6 Застосування сверхрешеток в електроніці
Велику групу застосування складають оптоелектронні прилади - фотоприймачі, світловипромінюючі прилади (інжекційні лазери і світлодіоди), пасивні оптичні елементи, хвилеводи, модулятори, спрямовані відгалужувачі та ін
Інжекційні лазери на гетеропереходах мають переваги перед звичайними напівпровідниковими лазерами, оскільки інжектовані носії в лазерах на гетеропереходах зосереджуються у вузькій області. Тому стан інверсної населеності носіїв заряду досягається при значно менших щільності струму, ніж у лазері на p-n-переході. Застосування замість одиночних гетеропереходов багатошарових сверхрешеточних структур дозволяє виготовити лазери, що працюють на декількох довжинах хвиль. p> У Як приклад на рис. 10 показано схематичне зображення структури багатохвильові лазера [6]. У структурі є чотири активних шару Al x Ga 1-x As різного складу (x = x 1 , x 2 , x 3 , x 4 ), завдяки яким лазер одночасно працює на чотирьох довжинах хвиль 1 , 2 , 3 і 4 . Активні шари відокремлені один від друга проміжними шарами Al y Ga 1 - y As (y> x 1 , x 2 , x 3 , x 4 ). Для створення pn-переходів у структурі проводилася локальна дифузія Zn. br/>В
Рис. 10
Велику групу приладів на напівпровідникових сверхрешетках становлять пристрої з негативним диференціальним електроопору. На основі напівпровідникових надграток виготовляють також різні транзистори. Досить велика частота квантових осциляцій електронів в сверхрешетках значно розширює можливості виготовлених на їх основі приладів НВЧ.
Висновок
На основі запропонованих в 1970 році Ж.І.Алферовим і його співробітниками ідеальних переходів в багатокомпонентних з'єднаннях InGaAsP створені напівпровідникові лазери, що працюють в істо...
