Kvant o'rasidagi elektronlarni minizo’nalar aro o’ptik otishlar

4. Зона ичидаги туннелланиш.

Гетероўтишларда зона ичида ҳам ток ташувчиларнинг туннелланиш ҳодисаси содир бўлиши мумкин. Мисол учун, 10-расмда потенциал тўсиқ орқали ковакларнинг туннелланиши, 11-расмда потенциал тўсиқ орқали электронларнинг туннелланиши кузатилиши мумкин. NAl_xGa_1-xAs-pGaAs гетероўтишларда эса тақиқланган зонаси катта бўлган NAl_xGa_1-xAs яримўтказгич ўтказувчанлик зонасида электронларнинг потенциал тўсиқ орқали мана шундай туннелланиши кузатилади. Бу ҳолда чизиқли шаклдаги потенциал тўсиқ учун электронларнинг туннелли ўтиш эҳтимоллиги

(9)
катталикка тенг. бу ерда m* - эффектив масса, -электроннинг туннел ўтиш эҳтимоллиги, Е -ташқи электр майдон кучланганлиги. Туннелланиш хисобига токнинг ортишини катталикка потенциал тўсиқнинг пасайиши кўринишида тасаввур қилиш мумкин. Зона ичидаги туннелланиш эффектини ҳисобга олганда кескин гетероўтишларда кучланишнинг токка боғлиқлиги қуйидаги кўринишида ифодаланади.
(10)
бу ерда E₀ температурага боғлик эмас.


5. Тақиқланган зонаси кенглиги ўзгарувчан бўлган кристаллда асосий бўлмаган заряд ташувчилар харакати.

Бундай кристаллда асосий бўлмаган заряд ташувчилар харакати хусусиятларини тақиқланган зона кенглигига - координатасига боғлиқлиги кузатилади. Кристаллдаги электрон ёки ковакка таъсир этувчи куч тақиқланган зонанинг қиялигига боғлиқ бўлади (14-расм).

14-расм. Ўзгарувчан тақиқланган зонали кристалл

Бир жинсли легирланган n - тип кристалида кенг зонали томонининг бир қисмига инжекция қилинганда (ёки ёруғлик туширилганда) ва унга қуйилган электр майдони таъқиқланган зона кенглиги градиентига параллел бўлган (5-расм) электрон ва ковак харакатининг тенгламаси қуйидагича ёзилади.

(11)
(12)
бу ерда, D_n ва D_р - электрон ва ковак учун диффузия коэффициенти. Ток ташувчиларнинг зффектив массасини координатага боғлик эмас деб хисобга оладиган бўлсак ва тақиқланган зона кенглиги эса масофага чизиқли боғлиқ ҳолда ўзгарса, у ҳолда, координата бўйлаб коваклар концентрациясининг тақсимотини тенгламасини куйидагича ёзиш мумкин:
(13)
бу ерда
(14).

(14) – ифодадан кўринадики ўзгарувчан тақиқланган зонали кристалларда тақиқланган зона градиенти ҳисобига асосий бўлмаган заряд ташувчиларнинг эффектив диффузия узунлиги ортар экан.