CC BY
1840 Секция 3
Дрейфовая скорость двумерных электронов в глубоких квантовых ямах полупроводниковых гетероструктур
Е. Г. Каблукова1, К. К Сабельфельд1, Д. Ю. Протасов2, К. С. Журавлев2 1Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН 2Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН Email: kablukovae@sscc.ru DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10071
Глубина квантовой ямы (КЯ) для электронов в полупроводниковых гетероструктурах ограничена разрывом зон проводимости узкозонного и широкозонного полупроводников, образующих гетеропереход. В наиболее активно исследуемых гетероструктурах GaAs/AlGaAs глубина КЯ не превышает 200 мэВ, в более узкозонных гетероструктурах In053Ga047As/In052Al048As она достигает максимальной величины 500 мэВ. В широкозонных гетероструктурах Al03Ga07N/GaN величина барьера, ограничивающего КЯ со стороны буферного слоя, порядка 400 мэВ. Поэтому число уровней размерного квантования в КЯ этих гетероструктур не более трех.
Использование донорно-акцепторного легирования позволило создать в гетероструктурах AlGaAs/ InGaAs/GaAs такие КЯ, в которых энергия электронов квантована достигает величин более 1 эВ [1]. В таких КЯ существует 10-15 уровней размерного квантования. В данной работе методом моделирования Монте-Карло [2, 3] исследуется вопрос влияния количества подзон размерного квантования на дрейфовую скорость двумерных электронов в слабом и сильном электрическом полях.
Моделируется движение электронного газа в параллельных слоях (Oxy) и учитывается перераспределение носителей заряда в направлении, перпендикулярном КЯ (в направлении оси 0z) до достижения энергий электронов порядков глубины КЯ. В результате локализация электронов исчезает, и они могут переходить в широкозонные барьерные слои, окружающие КЯ. Для этой цели совместно решаются кинетическое уравнение Больцмана на функцию распределения носителей заряда 9(r,v), уравнение Пуассона для определения потенциала V(x,z) и уравнение Шредингера для определения электронной плотности в гетероструктуре и уровней размерного квантования [4, 5].
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (код проекта 19-11-00019). Список литературы
1. D V Gulyaev, K S Zhuravlev, A K Bakarov, A I Toropov, D Yu Protasov, A K Gutakovskii, B Ya Ber and D Yu Kazantsev, Influence of the additional p+ doped layers on the properties of AlGaAs/InGaAs/AlGaAs heterostructures for high power SHF transistors, J. Phys. D:Appl. Phys., V. 49, 095108 (9 pp), (2016).
2. W. Fawcett, A. D. Boardman and S. Swain, Monte Carlo determination of electron transport properties in Gallium Arsenide // J. Phys. Chem. Solids, Pergamon Press, 1970. V. 31. P. 1963-1990.
3. Иващенко В.М., Митин В.В, Моделирование кинетических явлений в полупроводниках. Киев: Наук. Думка, 1990. 192 с.
4. Z. Yarar, B. Özdemir, M. Özdemir, Electron transport and mobility calculation in a AlGaAs/GaAs 2DEG by Monte Carlo method // Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 21 (1-2), 13-23, 2005.
5. B. K. Ridley, The electron-phonon interaction in quasi-two-dimensional semiconductor quantum-well structures, // J. Phys. C: Solid State Phys., V. 15, P. 5899-5917.
Coulomb linear ion chains in optical lattices: supercomputer simulation
L. P. Kamenshchikov, I. V. Krasnov Institute of Computational Modeling of SB RAS Email: lpk@icm.krasn.ru DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10072
Traditional ion traps use the combination of electrostatic, magneto-static and radio-frequency fields for confinement of ion crystal. A new interesting field in physics of ion traps is using of all-optical methods for ion confinement [1-4]. The mathematical model of ion confinement by polychromatic optical lattice (POL) (a system of multiplicative stochastic differential equations for the coordinates and velocities of ionic particles) is developed in [5-6].
In contrast to our previous papers [4-7] where 3D and 2D configurations of ions were considered, this report focuses on modeling of linear (quasi-one-dimensional) Coulomb ion chains. For many applications, such linear chains are ideally suited [3]. In the present work, we studied behaviour, e.g., the lifetime of ion chains
