Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Условия наблюдения квантовых размерных эффектовСодержание книги
Поиск на нашем сайте
Для того, чтобы описанное выше квантование энергетического спектра могло проявляться в каких-либо наблюдаемых эффектах, расстояние между энергетическими уровнями En+1 - En должно быть достаточно велико. Во-первых, оно должно значительно превосходить тепловую энергию носителей: Еn+1-Еn>>кТ, т.к. в противном случае практически одинаковая заселенность соседних уровней и частые переходы носителей между ними делают квантовые эффекты ненаблюдаемыми. Если электронный газ вырожден и характеризуется энергией Ферми ζ, то желательно выполнение условия:
(4)
Предыдущее условие при этом выполняется автоматически, поскольку для вырожденного газа kТ<< ζ. При невыполнении этого условия заполнено много квантовых уровней и квантовые размерные эффекты, будучи в принципе наблюдаемыми, имеют малую относительную величину. Существует еще одно необходимое требование для наблюдения квантовых размерных эффектов. В реальных структурах носители всегда испытывают рассеяние на примесях, фононах и др. Интенсивность рассеяния обычно характеризуется временем релаксации импульса τ и, следовательно, с важнейшей характеристикой носителей заряда - их подвижностью . Величина τ представляет собой среднее время жизни в состоянии с данными фиксированными квантовыми числами (например, n, рх, ру для двумерного электронного газа). В силу соотношений неопределенности конечное значение τ влечет за собой неопределенность в энергии данного состояния . Говорить о наличии в системе отдельных дискретных уровней можно лишь в случае, когда расстояние между ними превышает неопределенность Δ E, т.е. при выполнении условия
(5)
Можно показать, что выполнение условия (5) эквивалентно требованию того, чтобы длина свободного пробега носителей l значительно превосходила размер области а, в которой двигается носитель. Поскольку расстояние между уровнями размерного квантования пропорционально 1 /a2, то из (4,5) 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. Металлические структуры мало подходят для наблюдения квантовых размерных эффектов, т.к. ζ в типичных металлах составляет несколько электронвольт, что заведомо больше любых расстояний между уровнями. Еще одним важным условием, необходимым для наблюдения квантования, является высокое качество поверхностей, ограничивающих движение носителей в квантовых ямах, нитях и точках. Если это не так, то при каждом отражении от границы частица «забывает» о своем состоянии до отражения, т.е. на границе происходит эффективное рассеяние. При этом длина пробега становится равной а и нарушается упомянутое выше условие l >> а. Для реализации зеркального отражения на границах необходимо, чтобы размеры шероховатостей, неизбежно существующих на любой поверхности, были меньше дебройлевской длины волны носителей. А границы не должны содержать высокой плотности заряженных центров, приводящих к дополнительному рассеянию.
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-12-27; просмотров: 56; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.147.126.199 (0.009 с.) |