多量子阱系统结构变化对电子共振隧穿的影响

文中通过求解薛定谔方程得到由Ｎ个矩形势垒构成的量子系统的变换矩阵和电子透射系数的精确解，研究了多量子阱系统结构变化对电子共振隧穿的影响。     

磁场引起弱耦合超晶格中隧穿电流的增加

在n-型掺杂弱耦合GaAs/AlAs超晶格中,沿着垂直于超晶格平面方向加一个静态磁场,研究电子的隧穿过程.随着磁场的增加,相邻量子阱基态间的隧穿电流增加.这是由于磁场导致电子的隧穿机制发生了变化,即由低磁场下电子的非共振隧穿或跳跃电导向高磁场下电子的共振隧穿的转变.     

磁场引起弱耦合超晶格中隧穿电流的增加

在n-型掺杂弱耦合GaAs/AlAs超晶格中,沿着垂直于超晶格平面方向加一个静态磁场,研究电子的隧穿过程.随着磁场的增加,相邻量子阱基态间的隧穿电流增加.这是由于磁场导致电子的隧穿机制发生了变化,即由低磁场下电子的非共振隧穿或跳跃电导向高磁场下电子的共振隧穿的转变.     

小偏压下阱中阱结构的量子隧穿特性及其实现

共振隧穿是电子的隧穿概率在某一个能量值附近以尖锐的峰值形式出现的隧穿,是目前为止最有希望应用到实际电路和系统的量子器件之一,其特点是器件的响应速度非常快。本文用传递矩阵的方法分别计算了在外加偏压下,对称双势垒、三势垒应变量子阱结构的透射系数与入射电子能量和隧穿电流与偏置电压的关系,模拟了应变多量子阱结构的隧穿系数和I-V特性曲线。计算得到隧穿电流峰值位置与实验测试值符合得很好,对于设计共振隧穿二极管并为进一步实验提供理论指导具有重要的意义。     

抛物形量子阱的共振隧穿

文中通过求解薛定谔方程得到抛物型形量子阱的变换矩阵与透射系数。利用这一结果计算透射系数可以达到任意高的精度，最后，讨论了结构变化对抛物型量子阱的共振隧穿的影响。     

三势垒共振隧穿结构中极大增强的光生空穴共振隧穿

研究了电子隧穿出射端嵌入1.2 μm厚n型弱掺杂GaAs层的三势垒双阱隧穿结构,观察到了隧穿峰谷比高达36的光生空穴共振隧穿峰.研究证实1.2 μm厚n型弱掺杂GaAs层在光照下产生的大量光生空穴以及空穴隧穿出射端的23 nm宽的量子阱中量子化的空穴能级对空穴隧穿谷电流的限制作用,是导致高峰谷比的光生空穴隧穿现象的主要原因.     

基于电子波干涉红外探测器的研究

电子波干涉法是一种新的量子阱探测器能带结构计算方法,该方法是基于电子波在量子阱界面的反射和干涉效应提出的。利用电子波干涉法,设计了一种新型的宽带量子阱红外探测器。对这种探测器的能带结构进行了计算,分析了这种新型探测器的响应带宽和暗电流特性。理论计算表明:电子在干涉形成的分离能级间跃迁可形成多个响应带,这些响应带之间相互交叠可实现宽带响应;器件的暗电流在微安量级且随温度的变化不大。共振隧穿电流随温度的变化较小,是暗电流的主要组成部分;而热离子激发电流随温度的变化较大,但对暗电流的影响不大。     

耦合双量子点中基态电子的隧穿特性

介绍了以Si/SiO2系统构成的量子异或门的工作原理,研究了耦合不对称双量子点所构成的量子比特的电子隧穿特性.研究结果表明,通过栅压可很好地实现控制电子在两个量子点间共振隧穿,其隧穿时间随势垒厚度和量子点尺寸结构参数发生显著的变化.目前模拟的特征变化曲线表明,可获得实验上理想的隧穿时间(工作频率)和相应的栅压(工作电压).     

耦合双量子点中基态电子的隧穿特性

介绍了以Si/SiO2系统构成的量子异或门的工作原理,研究了耦合不对称双量子点所构成的量子比特的电子隧穿特性.研究结果表明,通过栅压可很好地实现控制电子在两个量子点间共振隧穿,其隧穿时间随势垒厚度和量子点尺寸结构参数发生显著的变化.目前模拟的特征变化曲线表明,可获得实验上理想的隧穿时间(工作频率)和相应的栅压(工作电压).     

非对称耦合双阱中载流子共振隧穿和LO声子辅助隧穿的光学证据

用稳态光致发光研究了偏压下的GaAs/Ga_(0.65)Al_(0.35)As/GaAs非对称耦合双阱(ADQW)结构中电子的隧穿现象。清楚地观察到电子从窄阱到宽阱的共振隧穿和LO声子辅助隧穿效应,而且证明来自于GaAlAs势垒层中的类AlAs模式声子在LO声子辅助隧穿过程中占据主导地位。     

GaAs／AlAs超晶格Γ－X级联隧穿导致的电场畴

我们研究了掺杂耦合ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ超晶格的级联隧穿，在这种结构中，ＡｌＡｓ层Ｘ能谷中的基态能级位于ＧａＡｓ层中Γ能谷的基态（Ｅ（Γ１）；）和第一激发态（Ｅ（Γ２））能级之间．实验结果证明，这种超晶格中的高电场畴是由Γ－Ｘ级联共振隧穿所形成的，而不是通常的相邻量子阱子带的级联共振隧穿所形成的．在这种高场畴中，电子从ＧａＡｓ量子阱的基态隧穿到邻近的ＡｌＡｓ层的Ｘ能谷的基态，然后通过实空间电子转移从ＡｌＡｓ层的Ｘ能谷弛豫到下一个ＧａＡｓ量子阱的Γ能谷的基态．     

半导体技术

TN301 98040264多抛物t子阱的共振隧穿/李存志,刘云鹏,罗恩泽(西安电子科技大学)才西安电子科技大学学报·一1997,24(4).一544~548通过求解薛定谬方程得到多抛物量子阱的变换矩阵和透射系数。利用这一结果计算透射系数可以达到任意高的精度。最后讨论了抛物阱的个数对共振隧穿的影响。图2表z参5(金)该方法适用于任意形状的一维势垒。在该算法中,首先用Nl:111。1’()v算法求解薛定谬方程,然后再利用所得结果计算电子透射系数。为检验算法的精度,计算了电子对矩形双势垒及三角形势垒的透射系数,并与相应的精确解做了比较,结果表明该方法具有…     

GaAs／AlAs超晶格Г—X级联隧穿导致的电场畴

我们研究了掺杂耦合ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ超晶格的级联隧穿，在这种结构中，ＡｌＡｓ层Ｘ能谷中的基态能级位于ＧａＡｓ层中Г能谷的基态（ＥГ１）和第一激发态（ＥГ２）能级之间，实验结果证明，这种超晶格中的高电场畴是由Г－Ｘ级联共振隧穿所形成的，而不是通常的相邻量子阱子带的级联共振隧穿所形成的，在这种高场畴中，电子从ＧａＡｓ量子阱的基态隧穿到邻近的ＡｌＡｓ层的Ｘ能谷的基态，然后通过实空间电子转移从ＡｌＡｓ层的     

自组装Si量子点阵中室温共振隧穿及微分负阻特性

报道了自组装Si量子点(Si-QDs)阵列在室温下的共振隧穿及其微分负阻特性.在等离子增强化学气相沉淀系统中,采用layer-by-layer的淀积技术和原位等离子体氧化方法制备了Al/SiO2/Si-QDs/SiO2/Substrate双势垒结构.通过原子力显微镜和透射电子显微镜检测,证实所获得的Si-QDs阵列中Si量子点平均尺寸为6nm,并具有较好的尺寸均匀性(小于10%).在对样品的室温I-V和C-V特性的测量中,直接观测到由于Si量子点中分立能级而引起的共振隧穿和充电效应:I-V特性表现出显著的"微分负阻特性(NDR)";而CV特性中也同样观测到位置相对应、结构相似的峰结构,从而证实了I-V和C-V特性中的峰结构都同样来源于电子与Si量子点阵列中分离能级之间的共振隧穿和充电过程.进一步研究发现,Si量子点阵列中共振隧穿和NDR特性所特有"扫描方向"和"速率"依赖性及其机制,与量子阱的情况有所不同.通过所建立的主方程数值模型,成功地解释并重复了Si量子点阵中共振隧穿所特有的输运特性.     

自组装Si量子点阵中室温共振隧穿及微分负阻特性

报道了自组装Si量子点(Si-QDs)阵列在室温下的共振隧穿及其微分负阻特性.在等离子增强化学气相沉淀系统中,采用layer-by-layer的淀积技术和原位等离子体氧化方法制备了Al/SiO2/Si-QDs/SiO2/Substrate双势垒结构.通过原子力显微镜和透射电子显微镜检测,证实所获得的Si-QDs阵列中Si量子点平均尺寸为6nm,并具有较好的尺寸均匀性(小于10%).在对样品的室温I-V和C-V特性的测量中,直接观测到由于Si量子点中分立能级而引起的共振隧穿和充电效应:I-V特性表现出显著的"微分负阻特性(NDR)";而CV特性中也同样观测到位置相对应、结构相似的峰结构,从而证实了I-V和C-V特性中的峰结构都同样来源于电子与Si量子点阵列中分离能级之间的共振隧穿和充电过程.进一步研究发现,Si量子点阵列中共振隧穿和NDR特性所特有"扫描方向"和"速率"依赖性及其机制,与量子阱的情况有所不同.通过所建立的主方程数值模型,成功地解释并重复了Si量子点阵中共振隧穿所特有的输运特性.     

ZnCdSe量子阱/CdSe量子点耦合结构中的激子复合

采用MOCVD方法制备了ZnCdSe量子阱/CdSe量子点耦合结构,利用低温(5K)光致发光光谱和变密度发光光谱研究了该结构中的激子隧穿和复合. 观察到在该结构中存在由量子阱到量子点的激子隧穿现象. 改变垒层厚度会对量子阱和量子点的发光产生显著影响. 在垒层较薄的阱/点耦合结构中,隧穿效应可以有效地抑制量子阱中的带填充和饱和效应.     

ZnCdSe量子阱/CdSe量子点耦合结构中的激子复合

采用MOCVD方法制备了ZnCdSe量子阱/CdSe量子点耦合结构,利用低温(5K)光致发光光谱和变密度发光光谱研究了该结构中的激子隧穿和复合.观察到在该结构中存在由量子阱到量子点的激子隧穿现象.改变垒层厚度会对量子阱和量子点的发光产生显著影响.在垒层较薄的阱/点耦合结构中,隧穿效应可以有效地抑制量子阱中的带填充和饱和效应.     

缓冲层对多量子阱材料GaAs/Ga_(1-x)Al_xAs共振态的影响

从理论上研究缓冲层的厚度和特性对多量子阱材料 (GaAs/Ga1-xAlxAs)中的共振态的影响 ,利用界面响应理论的格林函数方法 ,计算了局域和总电子态密度以及电子对结的穿透率 ,展示了缓冲层特性对态密度特征峰、穿透率的影响。结果表明 ,缓冲层具有控制共振隧穿电子和影响系统电子态的作用     

量子阱中电子隧穿逃逸时间的研究

用波包方法计算了电子从量子阱中的隧穿逃逸时间随外加偏压的变化，与实验结果符合良好，通常半经典近似模型与实验结果偏离较大，通过对两者的比较给出了改进的半经典模型，大大简化了隧穿逃逸时间的计算。     

自组装Si量子点阵中室温共振隧穿及微分负阻特性

报道了自组装Si量子点（Si-QDs）阵列在室温下的共振隧穿及其微分负阻特性. 在等离子增强化学气相沉淀系统中,采用layer-by-layer的淀积技术和原位等离子体氧化方法制备了Al/SiO2/Si-QDs/SiO2/Substrate双势垒结构. 通过原子力显微镜和透射电子显微镜检测,证实所获得的Si-QDs阵列中Si量子点平均尺寸为6nm,并具有较好的尺寸均匀性（小于10%). 在对样品的室温I-V和C-V特性的测量中,直接观测到由于Si量子点中分立能级而引起的共振隧穿和充电效应：I-V特性表现出显著的“微分负阻特性(NDR)" ;而C-V特性中也同样观测到位置相对应、结构相似的峰结构,从而证实了I-V和C-V特性中的峰结构都同样来源于电子与Si量子点阵列中分离能级之间的共振隧穿和充电过程. 进一步研究发现,Si量子点阵列中共振隧穿和NDR特性所特有“扫描方向”和“速率”依赖性及其机制,与量子阱的情况有所不同. 通过所建立的主方程数值模型,成功地解释并重复了Si量子点阵中共振隧穿所特有的输运特性.