Влияние узких внутренних барьеров на низкотемпературную латеральную проводимость в квантовых ямах

Abstract

Проведен расчет энергетического спектра электронов в широкой квантовой яме с различным количеством узких барьеров в области ямы. Показано, что уровни размерного квантования поднимаются по энергии при введении таких барьеров. При максимальном заполнении квантовой ямы узкими барьерами и образовании фрагмента короткопериодной сверхрешетки огибающие волновых функций электронов на уровнях размерного квантования близки по форме к огибающим для обычной квантовой ямы. При этом значительно увеличивается рассеяние на шероховатостях интерфейсов гетерограниц. Экспериментально исследована низкотемпературная латеральная проводимость по квантовой яме, туннельно-связанной с десятиямной короткопериодной сверхрешеткой, и отдельно по сверхрешетке. Полученные результаты хорошо согласуются с модельными расчетами и демонстрируют новую возможность создания параллельных каналов проводимости с различающейся подвижностью электронов.

Проведено розрахунок енергетичного спектра електронів в широкій квантовій ямі з різною кількістю вузьких бар'єрів в області ями. Показано, що рівні розмірного квантування піднімаються по енергії при введенні таких бар'єрів. При максимальному заповненні квантової ями вузькими бар'єрами та утворенні фрагмента короткоперіодної надгратки огинаючі хвильових функцій електронів на рівнях розмірного квантування близькі за формою до огинаючих для звичайної квантової ями. При цьому значно збільшується розсіяння на шорсткостях інтерфейсів гетерограниць. Експериментально досліджено низькотемпературну латеральну провідність по квантовій ямі, яка тунельно-зв'язана з десятиямною короткоперіодною надграткою, і окремо по надгратці. Отримані результати добре узгоджуються з модельними розрахунками та демонструють нову можливість створення паралельних каналів провідності з різною рухливістю електронів.

The electron energy spectrum in a wide quantum well with different number of narrow barriers in it has been calculated. It is shown that the size quantization levels are raised in energy with inserting such barriers. After a maximum filling of the quantum well by narrow barriers and the formation of a short-period superlattice fragment the wave functions envelop of the electrons at the size quantization levels are close in shape to those in a usual quantum well. In that case the scattering by heterojunctions surface roughness becomes more intensive. The low-temperature lateral conduction both in the quantum well which is tunnelcoupled with a 10- well short-period superlattice and in the superlattice has been investigated experimentally. The obtained results agree sufficiently well with model calculations and show a new possibility to create parallel conducting channels with different electron mobility.