Mavzu: Nanostrukturalarda fundamental elektron hodisalar. Kvant o’tishli o’tatizimlar. Kvant chegaralanishi. Ko’p komponentli va ko’p qatlamli tizimlar hosil qilish

Kichik o’lchamli nanostrukturalar qismlari(elementlari).
Nanostrukturalarda kvant chegaralanish va shunga bog’liq effektlar kuzatilishi uchun qattiq jism sirti juda ham toza va tekis bo’lishi lozim.
Toza sirt tushunchasi mavjud bo’ladi. Ammo doimo uning sirtida potensial tusiqlar mavjud bo’ladi. Demak qattiq jism sirtida unga yaqin qismlarda atomlarning joylashishi, boshqa modda atomlari yoki molekulalarini bo’lishi, ayrim atomlar adsortsiyasi sirtida kuzatiladi.

1-2 monosloy hajmiy sirtida atomlar joylashishi xar xil bo’ladi.
Qattiq jism sirtiga boshqa atomlarni jipslashtirish uchun vakuumda tozalikka katta etibor qaratiladi.

epitaksial o’tirtirish (o’tkazish). Pastki struktura qanday bo’lsa, tepasida o’tkazilgan atomlar strukturasi shu qaytarishi lozim.
Fazalar orasidagi chegara-tushunchasi nima?
Turli xossaga yoki xususisyatlarga ega bo’lgan materiallar orasida chegara.
Yarimo’tkazgichlar: monokristall, polikristall, amorf fazalar yoki ikkita monokristall materiallar orasida chegara, uni boshqarish osonroq. Yarim o’tkazgichlarni kimyoviy tarkibi turlicha bo’lsa ham , kristall panjaralari o’zora yaqin bo’lishi lozim.
Agar kimyoviy tarkibi bir xil, sirti juda silliq bo’lsa,bunda yarimo’tkazgichlarning orasidagi potensial to’siqda diffuziya jarayoni ketadi. Atomlarning aralashishi ko’zatiladi.
Bular geteroepitaksial yarimo’tkazgich struktrularni hosil qiladi. Bu strukturalar benar, uchlik va to’rtlik birikmalar deb yuritiladi A^IIIB^V,A^IIB^IV
Ikkita o’zaro yaqin moddalar juftligi olinsa, kristall panjarada atomlari joylashishi juda yaqin bo’lsa, bunday strukturalar yuqori panjarali struktura deb ataladi.
Yuqori panjara nima?
O’zgarmas monokristall panjaraga ega bo’lgan material, ustiga boshqa modda monokristall plyonkasi o’tkazishda, pastdagi struktura takrorlansa bu panjaraga yuqori panjarali strukturalar deb ataladi.

Ikki material qo’shilib yuqori panjarali struktura hosil qilsa ular uchun umumiy bo’lgan potensial to’siq hosil bo’ladi.

Past temperaturada (–4, –10 K) ayrim yarimo’tkazgichlar va ularning birikmalari taqiqlangan zona kengligi (E_g) o’zgarmas panjara koefitsiyent (a=0,3-0,65 nm) Yarimo’tkazgichlar mustahkam birikma hosil qilganlari ko’rsatilgan. SiGe, uchlik-AlGaAs, to’rtlik-GaJnAsP. Bular tuzilishi almaz. Nitrit yarimo’tkazgichlar (geksonal tuzilish): o’zgarmas panjara koeffitsiyenti kichik -0,30, ularni o’stirish uchun boshqa namuna (podloshka, obrazes) kerak.
Umuman nanostrukturaga ega materiallar ichki va tashqi elektr maydoni hisobiga ham kvant chegaralanishga ega bo’ladi. Yarimo’tkazgichlarda donor va akseptor sathlar hosil qilinadigan aralashmalar kiritilsa yoki geteroo’tishlar hosil qilinganda ham o’tishlarda albatta turli yarimo’tkazgichlar yoki yarimo’tkazgich va dielektriklar ishtirok etadi, va zaryadarni qayta taqsimlashga olib keladi. Bu zaryadlar hisobiga ichki elektr maydoni hosil bo’ladi. Bu maydon potensial to’siq paydo bo’lishiga olib keladi. Bu to’siq erkin elektronlarni nanoo’lchamli materiallarda harakat qilishiga to’sqinlik qiladi. Ichki elektr maydoni hisobiga strukturalarda kvant chegaralanish kuzatiladi. Bu holat asosan kvant chuqurliklarda yuz beradi.
Tashqi elektr maydoni hisobiga ham strukturalar kvant chegaralanish kuzatiladi.
Yarimo’tkazgich strukturalarida metal zatvor orqali tashqi potensial qo’yilsa hosil bo’lgan potensial to’siqni boshqarishi mumkin. Bu potensial to’siq metal/yarimo’tkazgich va yarimo’tkazgich/dielektrik chegaralarida vujudga keladi. Hosil bo’layotga zaryad tashuvchilar miqdori struktura sirtiga qo’yilayotgan kuchlanishga bog’liq bo’ladi. Bu yerdagi elektronlar va kovaklar kvant chegaralanish xususiyatiga ega bo’ladi.