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静压对Ⅲ-Ⅴ族量子阱共振隧穿的影响的综述报告 Ⅲ-Ⅴ族量子阱是一种新型的半导体材料结构,具有很多优良的性质,例如高度可控的能带结构和优异的电学、光学性能等,因此在集成电路和光电器件方面有着广泛的应用前景。其中,量子阱的共振隧穿效应是实现器件性能优化的关键。 在量子阱中,由于相邻的限制在空间中的电子波包之间有明显的耦合效应,会形成能量劈裂和小带隙等现象。对于Ⅲ-Ⅴ族量子阱,通常会选择AlGaAs、InGaAs等宽禁带材料作为限制材料。这些材料在E-K空间中存在纵向与横向晶格不匹配,在限制材料和第二类不限制材料之间建立一个势阱结构。 其中量子阱中的能量能够被有效地调控,可以通过调节材料的禁带宽度、构造不同的晶体结构、选择不同的限制材料等方式进行调节。共振隧穿效应就是利用这种调控能力,在特定的电场下,电子从势阱中穿透到不限制材料区域,产生隧穿电流。 而静压则是一种常见的压力调节手段,可以通过改变样品所受到的应力,来调节电学性能。对于量子阱,静压可以影响晶格常数、材料的禁带宽度等,从而影响材料的性能和共振隧穿效应。下面将分别介绍静压对Ⅲ-Ⅴ族量子阱共振隧穿效应的影响。 首先,静压可以影响量子阱势垒的高度和宽度。势垒高度的增加会抑制共振隧穿效应,而势垒宽度的减小会加强共振隧穿效应。因此,在进行实验时,需通过调节静压的大小,来找到最优的共振隧穿电流强度,从而实现器件性能的优化。例如一些研究人员在使用垂直腔表面放电激光器中,通过调节静压和温度等参数,成功实现了光电流增强、最优电流减小等优化操作。 其次,静压可以影响量子阱中的能级结构。在Ⅲ-Ⅴ族量子阱中,静压作用下,电子和空穴之间的能量劈裂会发生变化,从而影响它们之间的耦合。例如在InGaAs上设计的预测器,静压作用下会导致能量劈裂减小,从而增强耦合。而在基于AlAs/InAs/GaAs结构的二次谐波发生器中,应用不同大小的静压可以实现不同阶数的谐波发生。 最后,静压还可以影响量子阱中的声子态。在量子阱中,一些轻质的振动模式非常关键,它们是共振隧穿现象和能量传输的重要载体。静压可以对振动模式的频率和弛豫时间等参数进行调节,从而影响电子与光子的相互作用效率。此外,通过调节静压,还可以改变量子阱中不同载流子之间的相互作用强度,从而影响其耗散率和热传导率等重要参数。 总之,静压是一种有效的量子阱调节工具,可以通过影响材料的势垒结构、能级结构、声子态等参数,来调节其共振隧穿效应和电学性能。未来的研究需要进一步深入探究静压对量子阱中不同载流子的耗散和电荷传输等相互作用的影响,以实现更加精确的器件设计和性能优化。