ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ МАССЫ ЭЛЕКТРОНА В МИНИ-ЗОНАХ КВАНТОВОЙ ЯМЫ InAs/AlSb

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.

квантовая яма, InAs, AlSb, квазидвумерный электронный газ, мини-зоны, заполнение мини-зон, непараболичные дисперсии, циклотронная масса, численное моделирование

1. Warburton, 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.53.7903

2. 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: /10.1063/1.1626264

3. 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.

4. 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.

5. Драгунов, В.П. Основы наноэлектроники: Учебное пособие / В.П. Драгунов, И.Г. Неизвестный, В.А. Гридчин. – М.: Университетская книга; Логос; Физматкнига, 2006. – 496 с.

6. 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)

7. 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).