Сверхрешётка

Сверхрешётка GaAs/AlAs и профиль дна зоны проводимости и потолка 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

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.

Первооткрывателями магнитных Fe/Cr сверхрешёток являются А. Ферт и П. Грюнберг (Нобелевская премия по физике 2007) [5].

Применение

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[привести цитату? 1816 дней] из-за фундаментальных физических ограничений[6] Примеры применения магнитных сверхрешёток: магниторезистивная оперативная память, спиновый вентиль, туннельное магнитосопротивление (см. Спинтроника).

Примечания

  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. Ведяев, 1995, с. 72—79.
  6. Бузанева, 1990, с. 235—241.

См. также

Литература

  • 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.
  • Baibich, M. N.; Broto, J. M.; Fert, A.; Nguyen Van Dau, F.; Petroff, F.; Etienne, P.; Creuzet, G.; Friederich, A.; Chazelas, J. (1988). Giant Magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices. Physical Review Letters. 61 (21): 2472–2475. Bibcode:1988PhRvL..61.2472B. doi:10.1103/PhysRevLett.61.2472. hdl:10183/99075. PMID 10039127.
  • Ведяев, А.В.; Грановский, А.Б. (1995). Гигантское магнитосопротивление. Природа (8): 72–79.
Prefix: a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Portal di Ensiklopedia Dunia

Kembali kehalaman sebelumnya