Основы нанофизики. Моисеев С.Г - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

9
ними превышает неопределенность
E
, то есть при выполнении условия
m
heh
EE
nn

)(
1
. (1.10)
Можно показать, что выполнение условия (1.10) эквивалентно тре-
бованию того, чтобы длина свободного пробега носителей l значительно
превосходила размер области L, в которой двигается носитель. Согласно
квантовой механике квантование возникает при периодическом движении
частицы. Это происходит лишь в случае достаточно слабого рассеяния,
когда частица между двумя актами рассеяния (т. е. пройдя путь длиной l)
успевает совершить несколько периодов колебаний, или, иными словами,
несколько раз пересечь пленку (нить, точку) от границы до границы.
Следует отметить, что для различного типа квантово-размерных
структур, где движение носителей ограничено некоторой малой областью
с характерными размерами L, расстояние между уровнями размерного
квантования пропорционально
2
/1 L
, то есть
2
2
~
mL
E
n
. (1.11)
Порядковая оценка для энергии квантовых уровней (1.11) вытекает
из общих принципов квантовой механики (является следствием гейзен-
берговского соотношения неопределенностей) и включает формулу (1.4) в
качестве частного случая.
Из (1.8)–(1.11) следует, что для наблюдения квантовых размерных
эффектов необходимы малые размеры структур, достаточно низкие
температуры и высокие подвижности носителей, а также не слишком
высокая их
концентрация.
Заметим, что в соответствии с требованием (1.9) металлические
структуры мало подходят для наблюдения квантовых размерных эффек-
тов, поскольку в типичных металлах составляет несколько электронвольт,
что заведомо больше любых расстояний между уровнями. Полупроводни-
ковые или полуметаллические структуры здесь явно предпочтительнее.
Полуметаллами называют вещества, обладающие температурно-
независимой (как металлы), но достаточно низкой (10
17
-10
20
см
-3
) концен-
трацией носителей (наиболее распространенными полуметаллами являют-
ся элементы V группы Bi, Sb, As).
Еще одним важным условием, необходимым для наблюдения кван-
тования, является высокое качество поверхностей, ограничивающих дви-
жение носителей в квантовых ямах, нитях и точках. Для тонких пленок

Страницы