Составители:
60
квантования – или квантово-размерные структуры. Это связано как с
успехами в области квантовой теории твердого тела, так и с
технологическим прогрессом – молекулярно-лучевая эпитаксия,
нанолитография, явление самоорганизации и др. позволяют создавать
структуры любого профиля с толщиной до одного атомного слоя. Если
один из размеров такой структуры не превышает дебройлевскую длину
волны используемых частиц (электронов, дырок, фотонов), то
энергетический спектр по одному из квантовых чисел из непрерывного
становится дискретным.
Такую систему, в которой движение частиц ограничено, называют
квантовой ямой (quantum wells). Примерами систем с ограничением по
одному направлению являются тонкие пленки (в т.ч. графен),
гетеропереходы (контакт двух полупроводников с различной шириной
запрещенных зон), системы с ограничением по двум направлениям –
проводящие нити (квантовые нити), с ограничением по трем
направлениям – кристаллы малого размера (квантовые точки).
Дальнейшим развитием одиночной ямы являются структуры с
целым набором изолированных квантовых ям (multiple quantum wells), в
которых электронные возбуждения в различных ямах связаны через
электромагнитное поле, что существенно влияет на электрические и
оптические свойства структуры. С уменьшением ширины барьеров
между ямами периодическая структура изолированных квантовых ям
превращается в тонкобарьерную сверхрешетку – периодическую
полупроводниковую структуру из тонких чередующихся слоев
полупроводника, в которых проявляются и туннельные явления.
Такие двумерные структуры, как полупроводниковые квантовые
ямы и сверхрешетки, играют все более важную роль в современной
электронике. На их основе создаются разнообразные приборы – лазеры,
светодиоды, фотодиоды, диоды и транзисторы, электрооптические
модуляторы и приключающие устройства, а также оптоэлектронные
интегральные схемы.
Квантовые точки применяются в качестве активной среды в
полупроводниковых лазерах, используются в качестве кубитов в моделях
квантовых компьютеров, служат рабочим элементом в одноэлектронных
транзисторах, используемых для построения процессоров и оперативной
памяти.
Световым аналогом электронной сверхрешетки являются
фотонные кристаллы, представляющие собой твердотельные среды,
диэлектрическая проницаемость которых изменяется в пространстве с
периодом порядка длины волны. Пространственная периодическая
модуляция свойств среды позволяет управлять частотной дисперсией и
дифракцией электромагнитных волн, что крайне важно для реализации
новых классов устройств, таких как оптическая память и оптические
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- …
- следующая ›
- последняя »
