Сверхрешётка

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Сверхрешётка GaAs/AlAs и профиль дна зоны проводимости и верха валентной зоны перпендикулярно слоям сверхрешётки. ,  — ширины запрещённой зоны разных полупроводников.

Сверхрешётка — в физике полупроводников — твердотельная структура, в которой помимо периодического потенциала кристаллической решётки имеется дополнительный периодический потенциал, период которого существенно превышает постоянную решётки[1].

Виды сверхрешёток[править | править код]

Различают следующие виды сверхрешёток:

  • Композиционные сверхрешётки — эпитаксиально выращенные периодически чередующиеся тонкие слои полупроводников с различной шириной запрещённой зоны[2].
  • Легированные сверхрешётки — периодический потенциал образуется путём чередования ультратонких слоёв n- и p-типов полупроводника, которые отделяются друг от друга нелегированными слоями[3].
  • Спиновы́е сверхрешётки — образованные периодическим чередованием слоёв одного и того же полупроводника. Одни слои легируются немагнитными примесями, а другие — магнитными. Без магнитного поля энергетическая щель во всей сверхрешётке постоянна, периодический потенциал возникает при наложении магнитного поля[4].
  • Сверхрешётки, сформированные в двумерном электронном слое (например в системе МДП: металл-диэлектрик-полупроводник) путём периодической модуляции плоскости поверхностного заряда.
  • Сверхрешётки, потенциал в которых создаётся периодической деформацией образца в поле мощной ультразвуковой или стоячей световой волны.

Наряду со сверхрешётками из полупроводников, существуют также магнитные сверхрешётки и сегнетоэлектрические сверхрешётки.

Первооткрывателями твердотельных полупроводниковых сверхрешёток являются Тсу и Эсаки.

Применение[править | править код]

В микроэлектронике сверхрешётки применяются для создания генераторных, усилительных и преобразовательных устройств в милли- и субмиллиметровом диапазоне волн. Переход к использованию элементов микроэлектроники на основе сверхрешёток необходим при размерах элементов менее 0,3 мкм, когда традиционные транзисторные структуры окажутся неработоспособными[цитата не приведена 67 дней] из-за фундаментальных физических ограничений[5]

Примечания[править | править код]

  1. Бузанева, 1990, с. 203—241.
  2. Бузанева, 1990, с. 205—209.
  3. Бузанева, 1990, с. 210—213.
  4. Бузанева, 1990, с. 231—233.
  5. Бузанева, 1990, с. 235—241.

См. также[править | править код]

Литература[править | править код]

  • R. Tsu and L. Esaki. Tunneling in a finite superlattice (англ.) // Applied Physics Letters. — 1973. — Vol. 22. — P. 562. — doi:10.1063/1.1654509.
  • Бузанева Е. В. Микроструктуры интегральной электроники. — М.: Радио и связь, 1990. — 304 с.