Классификация квантоворазмерных гетероструктур на основе твердого раствора. Компьютерное моделирование физических процессов в кристаллах и квантоворазмерных структурах. Разработка программной модели энергетического спектра электрона в твердом теле.
Аннотация к работе
1. Краткие сведения о квантоворазмерных гетероструктурах 1.1 Гетероструктуры и их классификация 1.2 Квантоворазмерные гетероструктуры на основе твердого раствора AlxGa1-x As 2. Компьютерное моделирование физических процессов в кристаллах и квантоворазмерных структурах 2.1 Моделирование движения электрона через потенциальный барьер конечной толщины 2.2 Метод матриц переноса и его применение для моделирования движения электрона в сложном потенциальном рельефе 2.3 Моделирование движения электрона через двухбарьерную квантоворазмерную структуру (ДБКС) 2.4 Моделирование движения электрона черезтрехбарьерную квантоворазмерную структуру 2.5 Моделирование движения электрона при приложении постоянного электрического поля в направлении,перпендикулярном плоскостям слоёв 3. Реализация математического моделирования в математическом пакете MathCAD 3.1 Программа для моделирования движения электрона через потенциальный барьер конечной толщины 3.2 Программа для моделирования движения электрона через двухбарьерную квантоворазмерную структуру 3.3 Программа для моделирования движения электрона при приложении постоянного электрического поля в направлении, перпендикулярном плоскостям слоёв ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ВВЕДЕНИЕ Характеристические размеры полупроводниковых структур современной микро- и наноэлектроники составляют 100...10 нм. В полной мере начинают проявляться квантовые эффекты, и физика проводимости определяется квантово-механической интерференцией электронных волн. Современные методы эпитаксии позволяют создавать монокристаллические слои и многослойные гетероструктуры с толщиной слоёв 1-10 нм, сравнимой с длинной волны де Бройля носителей заряда: (1) Это открывает принципиальную возможность наблюдения и использования явлений, обусловленных волновой природой электрона. Энергетические схемы некоторых гетероструктур изображена на рисунке 1 и 2. Впервые, по-видимому, на такую возможность указал Л.В. Иогансен [10-12], который предложил использовать эффект резонансного туннелирования электронов в слоистых тонкопленочных структурах металл-диэлектрик для создания целого ряда твердотельных электронных приборов. Зонная структура GaAs представлена на рисунке 3. Расчеты электронных состояний в полупроводниковых наноструктурах, выполняемые в методе эффективной массы, основаны на решении стационарного (исключая экзотические случаи, когда потенциальный рельеф является функцией времени) уравнения Шредингера, которое для движения электронов в перпендикулярном плоскости слоёв направлении является одномерным: (5) здесь m - эффективная масса электрона, E - его полная энергия, U(z) потенциальный рельеф для электрона вдоль оси z направленной в перпендикулярном к плоскости слоёв направлении.