|
II BOB. O‘LCHAMLI KVANTLASHGAN YARIMO‘TKAZGICHLI TIZIMLAR. TOK TASHUVCHILARNING ENERGETIK SPEKTRI.
2.1. Geterotuzilmalar va o‘tapanjaralarning tabaqalanishi.
Ushbu bobda har xil turdagi geterotuzilmalar va o‘ta panjaralarning adabiyotlardan jamlangan qisqacha fizikaviy tahlili keltirilgan. Fikrlarni oydinlashtirish maqsadida ayrim hollar uchun, qavslar ichida ingliz tilidagi nomlari ham qayd qilingan. 1.1, 1.2, 1.3 - paragraflarda olingan natijalarning fizikaviy tahlillarini oydinlashtirish maqsadida [100] yoki [111] yo‘nalishda yoki tur, ya’ni murakkab valent zonali yarimo‘tkazgichlar asosida o‘stirilgan o‘lchamli kvantlashgan tizimlar-nanotizimlar qaralgan. Bunday nanotizimlarning zonaviy tuzilishi samaraviy massa metodi yordamida hisoblangan. Oddiy va murakkab zonaviy yaqinlashishlarda tok tashuvchilarning holat funksiyalari, energiyaviy spektri va holatlar zichliklari aniqlangan. Shuningdek, og‘ir vayengil kovaklar ko‘ndalang samaraviy massalari uchun fizikaviy tahlili bir xil, biroq ko‘rinishlari har xil ifodalar keltirilgan.
Oxirgi 15-20 yillar davomida o‘lchamli kvantlashgan tizimlar texnologiyasining rivojlanishi, qator tajribaviy ilmiy tadqiqotlarning o‘tkazilishi o‘lchamli kvantlashgan elektronli (kovakli) tuzilmalarda tok tashuvchilar energiyaviy spektrini, tizimning kinetik, optik, fotoelektrik va boshqa xil fizikaviy tabiati (mexanizmlari) ni , shuningdek, tok tashuvchilarning namuna sirtidan ko‘zguli yoki diffuziyaviy sochilishini nazariy tahlil etishni talab etadi [21].Yuqorida qayd qilingan hollarning miqdoran nazariy o‘rganilishi ko‘pgina yarimo‘tkazgichli tizimlar uchun ochiq qolayapti. Xususan o‘lchamli kvantlashgan tizimlarda qutblangan fotonlar ishtirokidagi kechadigan elektron (kovak) li jarayonlarning nazariy o‘rganilishi, hajmiy kristallarda kabi, optoelektronikaning har xil tabiatli optikaviy va fotoelektrik samaralarga asoslangan qismini to‘ldiradi, boyitadi va keyinchalik uning,rivojlanishiga nazariy asos bo‘la oladi [12, 14, 20].
Kelgusida dastlab o‘tkazuvchanlik zonasining elektronlari (faqat spinga nisbatangina ikki karrali aynigan hol) uchun o‘lchamli kvantlashish hodisasi qaraladi: ularning energetik spektri va o‘lchamli kvantlashgan zonachalardagi samaraviy massalari, shuningdek,to‘lqin funksiyalarining tabiati o‘rganiladi va tahlil qilinadi.
Kvantlashgan o‘ra va o‘tapanjaralardagi tok tashuvchilarning energetik spektrini hisoblashning har xil (asosan ikki xil) usullari mavjud. Ularning birida kvantlashgan o‘ralar yoki o‘tapanjaralar yarim cheksiz kristallar uchun qo‘llaniladigan hisoblash usullari (masalan, kuchli yoki kuchsiz bog‘lanish usuli, psevdo potensial, ortogonallashgan yassi to‘lqin va boshqa usullar)da hisoblangan tuzilma (struktura) sifatida qaraladi. Bu hisoblash usullari, aslida kichik davrli o‘tapanjaralar yoki kvantlashgan o‘ralar energetik spektrini hisoblashda zaruriy hisoblash metodi bo‘lib, o‘ra yoki to‘siqlardagi atomli qatlamlar sonining ortishi bilan hisoblashlar murakkablasha boradi [10, 17].
Zonaviy hioblashlarda ko‘p ishlatiladigan hisoblash usuli egiluvchi funksiyalar metodidir. Bu hisoblash uslubida har bir o‘ra (yoki to‘siq) dagi elektronlarning samaraviy massalari, yoyinki boshqa kattaliklari hajmiy kristalldagi kabi deb tasavvur etiladi. Bu esa egiluvchi funksiyalar uchun yozilgan tenglamalarni samaraviy massa usuldagi oddiy tenglamalar deb qarash imkonini beradi. Bu holda tanlangan parametrlarning qiymatlari yoki tajriba natijalaridan olinadi, yoxud nazariy hisoblanadi, masalan, EHM yordamida, o‘ra yoki to‘siqlar o‘lchamlarining ortishi bilan egiluvchi funksiyalar usulining aniqlik darajasi ortib boradi. Xususan, chiziqli o‘lchamlari panjara doimiyliklaridan 8-10 marta katta bo‘lgan o‘ralar va to‘siqlar uchun qo‘llaniladigan bu usul, amalda, juda katta aniqlik darajasi yuqori bo‘lgan natijalarni beradi.
Tabiiyki ko‘p kvant o‘rali tuzilmalarda potensial to‘siqlar tok tashuvchilarning bir kvant o‘radan ikkinchisiga tunelli o‘tish imkonini bermaydi. Bunday hollarda ikki zarrali, (masalan, eksitonlar [29]) yoki uch zarrali (masalan, trionlar [12]) uyg‘onishlar bir biri bilan uchinchi bir zarra, masalan foton yoki fonon, orqali bog‘lanish imkoni yaraladi. Bu esa (hajmiy kristallarda kechadigan jarayonlardan tubdan farq qiluvchi) yangi tabiatli, masalan, keskin tabiatli hodisalarning namoyon bo‘lishiga olib keladi [22]. Tabiiyki, yakkalangan tizimning xususiyatidan ko‘p qatlamli tizimning xususiyati tubdan farqlanadi. Shuni qayd qilish o‘rinliki, potensial to‘siqlarni ko‘p qatlamlashtirish ulardan tok tashuvchilar uchun tunel o‘tish imkonini beradi [30, 31].
Do'stlaringiz bilan baham: |
