Квантові ями . Квантовий дріт, нитки. Квантові точки. Надгратки (стр. 4 из 4)

Розщеплення енергетичної зони напівпровідника в напрямку осі надгратки на ряд мінізон, що не перекриваються, є загальним результатом для надграток різного типу. Дисперсійний закон для носіїв заряду в мінізонах, розташування і ширина мінізони визначається конкретним типом надгратки.

4.5 Застосування надграток в електроніці

Велику групу застосування становлять оптоелектронні прилади - фотоприймачі, світловипромінюючі прилади (інжекційні лазери і світлодіоди), пасивні оптичні елементи, хвилеводи, модулятори, спрямовані відгалужувачі та ін .

Інжекційні лазери на гетеропереходах мають переваги перед звичайними напівпровідниковими лазерами, оскільки інжектовані носії у лазерах на гетеропереходів зосереджуються у вузькій області. Тому стан інверсної населеності носіїв заряду досягається при значно менших густині струму, ніж у лазері на pn-переході. Застосування замість одиночних гетеропереходів багатошарових надгратокових структур дозволяє виготовити лазери, що працюють на декількох довжинах хвиль.

В якості прикладу на рис. 10 показано схематичне зображення структури многоволновой лазера [6]. У структурі є чотири активних шари AlxGa1-xAs різного складу (x = x1, x2, x3, x4), завдяки яким лазер одночасно працює на чотирьох довжинах хвиль 1, 2, 3 та 4. Активні шари відокремлені один від одного проміжними шарами AlyGa1-yAs (y > x1, x2, x3, x4). Для створення pn-переходів у структурі проводилася локальна дифузія Zn.

Рис. 10. Схематичне зображення багатохвильового лазера

Велику групу приладів на напівпровідникових надгратках становлять пристрої з негативним диференціальним електроопором. На основі напівпровідникових надграток виготовляють також різні транзистори. Досить велика частота квантових осциляцій електронів у надгратках значно розширює можливості виготовлених на їх основі приладів НВЧ.

Висновок

На основі запропонованих в 1970 році Ж. І. Алфьоровим і його співробітниками ідеальних переходів в багатокомпонентних сполуках InGaAsP створені напівпровідникові лазери, що працюють в істотно більш широкої спектральної області, ніж лазери в системі AIGaAs. Вони знайшли широке застосування в якості джерел випромінювання у волоконно-оптичних лініях зв'язку підвищеної дальності.

Минуло понад 30 років з тих пір, як почалося вивчення квантових ефектів у напівпровідникових структурах. Були зроблені відкриття в галузі фізики низькорозмірних електронного газу, досягнуті вражаючі успіхи в технології, побудовані нові електронні та оптоелектронні прилади. І сьогодні у фізичних лабораторіях активно тривають роботи, спрямовані на створення та дослідження нових квантових структур і приладів, які стануть елементами великих інтегральних схем, здатних з високою швидкістю переробляти і зберігати величезні обсяги інформації. Можливо, що вже через кілька років настане ера квантової напівпровідникової електроніки.

Література

1. Есакі Л. Молекулярно-променева епітаксії і розвиток технології напівпровідникових надграток і структур з квантовими ямами .- В кн: Молекулярно-променева епітаксії та гетероструктури.: Пер. з англ. / Под ред. Л. Ченга, До Плог .- М.: Світ, 1989 .- с. 7 - 36.

2. Херман М. Напівпровідникові надгратки.- М.: Світ, 1989 .- 240 с.

3. Сілін А.П. Напівпровідникові надгратки / / Успіхи фізичних наук. - 1985. - Т.147, вип. 3 .- C. 485 - 521.

4. Бастар Г.. Розрахунок зонної структури надграток методом обвідної функції .- В кн: Молекулярно-променева епітаксії та гетероструктури / Под ред. Л. Ченга, К. Плог .- М.: Світ, 1989 .- С. 312 -347.

5. Цанг В.Т. Напівпровідникові лазери і фотоприймачі, отримані методом молекулярно-променевої епітаксії .- В кн: Молекулярно-променева епітаксії та гетероструктури / Под ред. Л. Ченга, К. Плог .- М.: Світ, 1989 .- С. 463 -504.