alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2017.10-12.148-154alternative-1093Research ArticleОПТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВАOPTICAL PHENOMENA AND FACILITIESЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ МАССЫ ЭЛЕКТРОНА В МИНИ-ЗОНАХ КВАНТОВОЙ ЯМЫ InAs/AlSbNUMERICAL MODELING OF THE EFFECTIVE MASS OF AN ELECTRON IN THE QUANTUM WELL MINIBANDS InAs/AlSbАбдулазизовБ. Т.AbdulazizovB. T.

Абдулазизов Бахром Тошмирзаевич - старший научный сотрудник Наманганского государственного университета.

д. 316, пр-т Уйчи, Наманган, 716019.

Bahrom Abdulazizov - Senior Researcher at Namangan State University.

316 Uichi ave., Namangan, 716019.

bt_abdulazizov@mail.ruНаманганский государственный университет.УзбекистанNamangan State University.Uzbekistan201714092017016-18148154Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20172017Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/1093

В статье в приближении квантовой ямы конечной глубины изучены эффективная масса и статистика двумерных электронов в гетероструктуре InAs/AlSb. Непараболичность зоны проводимости учтена в двухзонной модели Кейна. Предложен приближенный метод расчета дисперсии и эффективной массы электрона на уровне Ферми для двумерного электронного газа в зависимости от полной концентрации и ширины КЯ. Численные результаты получены для КЯ на основе гетероперехода InAs/AlSb. С помощью полученной дисперсии рассчитаны некоторые характеристики двумерного электронного газа. Предложена упрощенная аппроксимация дисперсии. На основе выведенной аппроксимации получены более простые формулы для эффективной массы электрона на уровне Ферми и уравнение для концентрации. Для КЯ (на базе InAs/AlSb) шириной L > 50 нм приближенные формулы являются вполне удовлетворительными, что подтверждают графики, где полученные приближения сравниваются с более точными результатами и данными эксперимента. Данная аппроксимация позволяет исследовать кинетические, оптические и магнитные свойства газа двумерных электронов.

The paper studies the effective mass and statistics of two-dimensional electrons in the InAs / AlSb heterostructure in the quantum well approximation of finite depth, and takes into account the nonparabolicity of the conduction band in the two-band Kane model. Moreover, the author proposes an approximate method for calculating the dispersion and the effective mass of an electron at the Fermi level for a two-dimensional electron gas depending on the total concentration and width of the quantum well. Numerical results were obtained for QWs based on the InAs / AlSb heterojunction. Some characteristics of the two-dimensional electron gas are calculated with the help of this dispersion. A simplified approximation of the dispersion is proposed. Based of the derived approximation, simpler formulas were obtained for the effective electron mass at the Fermi level and the equation for the concentration. For QWs (based on InAs / AlSb) with a width L> 50 nm, the approximate formulas are completely satisfactory. This statement is supported by the graphs, where the approximations obtained are compared with more accurate results and experimental data. This approximation makes it possible to study the kinetic, optical, and magnetic properties of two-dimensional electron gas.

квантовая ямаInAsAlSbквазидвумерный электронный газмини-зонызаполнение мини-зоннепараболичные дисперсиициклотронная массачисленное моделированиеquantum wellInAsAlSbtwo dimensional electron gasessub bandsfilling of sub bandsno parabolic dispersionscyclotron massnumerical simulationReferencesWarburton, R.J. Intersubband Resonances in InAsAlSb Quantum Wells: Selection Rules, Matrix Elements, and the Depolarization Field [Text] / R.J. Warburton [et al.] // Physical Review B. – 1996. – Vol. 53. – P. 7903; doi:/10.1103/PhysRevB.53.7903Warburton R.J. Intersubband Resonances in InAsAlSb Quantum Wells: Selection Rules, Matrix Elements, and the Depolarization Field. Physical Review B, 1996;53:7903; doi:/10.1103/PhysRevB.53.7903 (in Eng.).Larrabee, D.C. Temperature Dependence of Intersubband Transitions in InAs/AlSb Quantum Wells [Text] / D.C. Larrabee [et al.] // Applied Physics Letters. – 2003. – Vol. 83. – P. 3936; doi: /10.1063/1.1626264Larrabee D.C. Temperature Dependence of Intersubband Transitions in InAs/AlSb Quantum Wells. Applied Physics Letters, 2003;83:3936; doi: /10.1063/1.1626264 (in Eng.).Sadofyev, Yu.G. Large g-factor enhancement in high-mobility InAs/AlSb quantum wells [Text] / Yu.G. Sadofyev [et al.] // Appl. Phys. Lett. – 2005 – Vol. 86. – P. 192109.Sadofyev Yu.G. Large g-factor enhancement in high-mobility InAs/AlSb quantum wells. Appl. Phys. Lett., 2005;86:192109 (in Eng.).Алешкин, В.Я. Циклотронный резонанс в легированных и нелегированных гетероструктурах InAs/lSb с квантовыми ямами [Текст] / В.Я. Алешкин [др.] // ФТП. – 2005. – Т. 39. – С. 71.Aleshkin V.Ya. Cyclotron resonance in doped and undoped InAs / lSb heterostructures with quantum wells (Tsiklotronnyi rezonans v legirovannykh I nelegirovannykh geterostrukturakh InAs/lSb s kvantovymi yamam). FTP, 2005;39:71 (in Russ.).Драгунов, В.П. Основы наноэлектроники: Учебное пособие / В.П. Драгунов, И.Г. Неизвестный, В.А. Гридчин. – М.: Университетская книга; Логос; Физматкнига, 2006. – 496 с.Dragunov V.P., Neizvestnyi, I.G., Gridchin V.A. Fundamentals of Nanoelectronics (Osnovy nanoelektroniki). Moscow: Universitetskaya kniga; Logos; Fizmatkniga Publ., 2006, p. 496 (in Russ.).Gulyamov, G. Effects of band nonparabolicity and band offset on the electron gas properties in InAs/AlSb quantum well [E-resource] / G. Gulyamov, B.T. Abdulazizov, P.J. Baymatov // Journal of Modern Physics. – 2016. – Vol. 7. – P. 1644–1650. Available on: http://www.scirp.org/journal/jmp (10.12.2016)Gulyamov G., Abdulazizov B.T., Baymatov P.J. Effects of band nonparabolicity and band offset on the electron gas properties in InAs/AlSb quantum well [Eresource]. Journal of Modern Physics, 2016;7:1644–1650. Available on: http://www.scirp.org/journal/jmp (10.12.2016) (in Eng.).Абдулазизов, Б.Т. О статистике электронов в квантовой яме InAs/AlSb [Электронный ресурс] / Б.Т. Абдулазизов, M.С. Тохиржонов, П.Ж. Байматов // Сборник публикаций ультидисциплинарного научного журнала «Архивариус». VII Международная научно-практическая конференция «Наука в современном мире» (19 марта 2016), г. Киев. – С. 6–9. Режим доступа: http://archivarius.org.ua/Archive/new/Arkhivarius_19_03_2016.pdf (Дата обращения: 12.10.2106).Abdulazizov B.T., Tokhirzhonov M.S., Baimatov P.Zh. On the statistics of electrons in a quantum well InAs / AlSb (O statistike elektronov v kvantovoi yame InAs/AlSb) [E-resource]. Sbornik publikatsii mul'tidistsiplinarnogo nauchnogo zhurnala “Arkhivarius”. VII International Scientific and Practical Conference “Science in the Modern World” (VII Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskayakonferentsiya “Nauka v sovremennom mire”) (19 March, 2016), Kiev, pp. 6–9. Availabla on: http://rchivarius.org.ua/Archive/new/Arkhivarius_19_03_2016.pdf (12.10.2106) (in Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.