Наиболее исследуемыми объектами современной физики твердого тела являются структуры нанометрового масштаба. Нанофизика ставит и решает новые научные проблемы, открывает перспективы создания совершенно новых квантовых устройств и систем с широкими функциональными возможностями для оптои наноэлектроники, измерительной техники, информационных технологий нового поколения, средств связи и пр. Результатом исследований низкоразмерных систем стало открытие принципиально новых явлений, таких как целочисленный и дробный квантовый эффект Холла в двумерном электронном газе, вигнеровская кристаллизация квазидвумерных электронов и дырок, обнаружение новых композитных квазичастиц и электронных возбуждений с дробными зарядами, высокочастотных блоховских осцилляций, а также многих других.
Развитие этой области открыло возможности конструирования средствами зонной инженерии и инженерии волновых функций и последующего изготовления методами современных высоких технологий наноструктур (сверхрешетки, квантовые ямы (КЯ), квантовые точки (КТ), квантовые нити (КН), квантовые контакты, атомные кластеры и т. д.) с наперед заданным электронным спектром и свойствами, требуемыми для обнаружения и изучения новых физических явлений или для соответствующих приборных приложений.
На основе структур с КЯ созданы высокочастотные полевые транзисторы с высокой подвижностью электронов, полупроводниковые светодиоды от ближнего инфракрасного (ИК) до голубого света, параметрические источники света среднего ИК диапазона, фотоприемники среднего ИК диапазона, примесные фотоприемники дальнего ИК диапазона, приемники дальнего ИК диапазона на квантовом эффекте Холла, модуляторы в ближнем ИК диапазоне. КТ нашли свое применение в светодиодах ближнего ИК диапазона, фотоприемниках среднего ИК диапазона, однофотонных приемниках и генератоpax, одноэлектронных транзисторах. Структуры с туннельно-прозрачными барьерами (системы КЯ и сверхрешетки) используются при создании резонансно-туннельных диодов [1], генераторов и смесителей в гигагерцовом и терагерцовом диапазонах. Современные полупроводниковые лазеры на гетеропереходах также основаны на использовании низкоразмерных систем (структур с КЯ, самоорганизованными КТ и КН) [1−3].
Элементная база, основанная на использовании разнообразных низкоразмерных структур, является наиболее перспективной для электронной техники новых поколений. Однако при переходе к системам нанометрового масштаба начинает отчетливо проявляться квантовомеханическая природа квазичастиц в твердом теле. В результате возникает принципиально новая ситуация, когда квантовые эффекты (размерное квантование, конфайнмент, туннелирование, интерференция электронных состояний и др.) будут играть ключевую роль в физических процессах в таких объектах и в функционировании приборов на их основе.
В связи с этим значительное число теоретических и экспериментальных работ последних лет посвящается проблемам создания квантоворазмерных структур [4−8], исследованию их оптических [9−25], магнитооптических [26, 27] и транспортных [28−34] свойств. Среди них условно можно выделить направление, в рамках которого рассматриваются различные модификации эффектов фотонного увлечения (ЭФУ).
Явление фотонного увлечения свободных носителей заряда в массивных полупроводниках в оптической области спектра было впервые экспериментально обнаружено и исследовано в работах [35, 36]. В ряде последующих экспериментальных и теоретических работ изучалась эффективность передачи импульса света системе свободных носителей при прямых и непрямых внутризонных переходах [37−42], при фотоионизации примесей [43, 44] и при двухфотонных переходах [45].
В [46] рассчитаны токи увлечения электронов фотонами и сдвиговый линейный фотогальванический эффект в кристаллах без центра инверсии, обусловленные прямыми оптическими переходами, сопровождаемые переворотом спина электронов. Учтены вклады в ток увлечения, возникающие при учете волнового вектора фотона не только в законе сохранения энергии, но и ' в законе сохранения импульса, а также при учете взаимодействия магнитного поля световой волны с магнитным моментом электронов. Рассчитан вклад изотропизации функции распределения фотоносителей в ток сдвигового линейного фотогальванического эффекта в полупроводниках со сложной валентной зоной и показано, что рассеяние фотоносителей на LO-фононах на каждой ступени каскадного процесса вносит вклад в ток.
В [47] описаны результаты экспериментальных исследований явления светоиндуцированного дрейфа электронов, поглощающих примесей и дефектов в полупроводниках AhBvi и некоторые возможности его практического использования. Показано, что светоиндуцированный дрейф электронов приводит к очень большому изменению показателя преломления |Дя|~0.01 и позволяет получить эффективное сканирование нанои пикосекундных лазерных импульсов за счет нарушения полного внутреннего отражения. Светоиндуцированный дрейф поглощающих примесей вызывает увеличение их концентрации в приповерхностном слое кристаллов, что также может быть использовано в технологии полупроводников. Для технического использования предлагаются быстродействующие дефлекторы, работающие на эффекте нарушения полного внутреннего отражения, и технологическая схема очистки оптических материалов. Особенностью этих разработок является то, что они базируются на эффекте светоиндуцированного дрейфа неравновесных электронов и поглощающих примесей в полупроводниках. Явление светоиндуцированного дрейфа частиц в поле мощного лазерного излучения теоретически и экспериментально изучалось в основном в газовых смесях атомов и молекул. Вместе с тем в полупроводниках хорошо известен эффект увлечения носителей лазерными пучками, который также можно отнести к светоиндуци-рованному дрейфу частиц. Увлечение электронов должно приводить к росту их концентрации в области выхода лазерных пучков из образцов, а так как генерация большой концентрации неравновесных электронов является основным механизмом отрицательного изменения показателя преломления полупроводников под действием мощных лазерных импульсов, то светоинду-цированный дрейф электронов должен приводить к значительному уменьшению показателя преломления и влиять на полное внутренне отражение лазерных пучков в полупроводниках.
В низкоразмерных системах эффект увлечения впервые теоретически исследовался в работе [48] при фотоионизации примесных центров в бесконечно глубокой КЯ.
Эффект увлечения дырок фотонами в бесконечно глубокой КЯ полупроводника рассматривался в работе [49], учитывались как междузонные, так и межподзонные оптические переходы, вносящие отдельные вклады в эффект. В работе [50] теоретически рассматривалось фотонное увлечение двумерных электронов при оптическом возбуждении электронов в непрерывный спектр и оптических переходах между электронными и дырочными размерно-квантованными состояниями гетероструктуры.
В [51] получено выражение для тока увлечения носителей заряда монохроматической электромагнитной волной, распространяющейся вдоль слоев полупроводниковой сверхрешетки так, что вектор напряженности электрического поля волны параллелен оси сверхрешетки. При этом к сверхрешетке приложено постоянное электрическое поле, также направленное вдоль оси сверхрешетки. Отмечаются особенности в зависимости тока увлечения от напряженности постоянного электрического поля. Во-первых, данная зависимость носит немонотонный (резонансный) характер. Во-вторых, при достаточно большой напряженности постоянного электрического поля радиоэлектрический эффект меняет знак.
Эффект увлечения носителей тока электромагнитными волнами — свето-электрический или радиоэлектрический эффект — привлекает внимание исследователей в связи с диагностикой кинетических свойств полупроводников и в связи с возможностью использования его для детектирования мощного электромагнитного излучения. Данный эффект, обусловленный передачей импульса фотона электронной подсистеме, в рамках квазиклассического подхода объясняется как результат действия силы Лоренца, возникающей при движении электрона в переменном электрическом и магнитном полях волны. В полупроводниковых сверхрешетках, характеризующихся сильной непараболичностыо энергетического спектра, радиоэлектрический эффект обладает рядом специфических особенностей.
Отдельный интерес представляет ЭФУ при фотоионизации 0()-центров в полупроводниковой квантовой проволоке (КП), помещенной в продольное магнитное поле [52]. Зависимость энергии связи прймесного центра от величины магнитной индукции [53] позволяет надеяться на возможность создания фотоприемников с управляемой в магнитном поле чувствительностью.
На рис. 1 представлена упрощенная модель механизма возникновения тока увлечения при фотоионизации 0()-центров в КП, помещенной в продольное магнитное поле. Кривые E0M L и El +] L изображают структуру двух первых гибридно-квантованных подзон зоны проводимости КП в плоскости, параллельной направлению распространения света. Кривые IV0 и W вероятности оптических переходов с примесного уровня с энергией Еи <0 в гибридно-квантованную подзону (п = 1, т = +1) зоны проводимости КП при поглощении фотона с энергией hсо и продольной составляющей импульса tiq. Причем кривая W0 соответствует выражению для вероятности в нулевом по q, приближении, а кривая W — вероятности в линейном по q. приближении.
Из закона сохранения энергии при оптическом переходе следует, что энергии электронов, попавших в состояния Г и 2' одинаковы, однако, как видно из рис. 1, из-за учета продольной составляющей импульса фотона вероятность оптических переходов перестает быть симметричной относительно точки к, =0, поскольку число переходов (l Г) больше числа переходов (2 ->• 2'). Поэтому суммарный ток электронов будет отличен от нуля.
Теоретический подход к изучению данного механизма ЭФУ электронов основан на проведенном исследовании энергетического спектра одномерного D^-центра в квантующем магнитном поле [53].
Рис. 1. Модель механизма возникновения тока увлечения при фотоионизации D^-центров в КП, помещенной в продольное магнитное поле.
Трансцендентное уравнение, определяющее зависимость энергии связанного состояния Ехк (Е1Хв <0) от положения Ra = (pa,.
1 +с0 1 Г / л/71 Р| оч* х X — w (l — ехр[- 2wtfl ехр
2 Pa W.
2(3,(1-ехр[-2м]) x (l + exp[-2wr]-(exp-P, a*~2/ +ехр[р, а*" 2^])ехр[-1^])]) dt, (*) где ц]в = ex1rIEd, Ed — эффективная боровская энергия, Р, = Ed /(/ko01),.
Й =/2/(271) — приведенная постоянная Планка, coOI =2U (n /[m*L]{) — характерная частота удерживающего потенциала КП, ?/01 — амплитуда удерживающего потенциала КП, т — эффективная масса электрона в КП, Lxl — радиус КП, м^л/l + Pffl*" 4, a* =aB/ad, ав = yjfi/[m*cog) — магнитная длина, ыв =еВ! т — циклотронная частота, е — элементарный заряд, ad — эффективный боровский радиус, r|2 = E^Ed — параметр, характеризующий энергию связанного состояния Е (этого же примесного центра в массивном полупроводнике, p*a=pjad.
Как показывает компьютерный анализ трансцендентного уравнения (*), для В ()-центра характерен эффект позиционного беспорядка [53], магнитное поле оказывает стабилизирующее действие на 0(>-состояния в КП, делая условия их существования менее жесткими. Возможность управления энергией ионизации примесных центров в магнитном поле открывает перспективу для изменения концентрации носителей заряда в достаточно широких пределах вследствие экспоненциальной зависимости функции распределения от энергии вблизи уровня Ферми в КП.
Как известно [53], расчет спектральной зависимости плотности тока увлечения при фотоионизации примесных центров требует рассмотрения конкретного механизма рассеяния носителей заряда. Существование различного рода центров рассеяния в низкоразмерных полупроводниках различным образом определяет времена релаксации импульса носителей заряда и различным образом сказывается на транспортных свойствах квантоворазмерных структур.
Численный анализ рассеяния электронов в сверхрешетке с легированными КЯ на ионах примеси [54,55] показал, что:
1) продольное время релаксации существенно зависит от продольного волнового вектора;
2) продольное и поперечное время релаксации различным образом зависит от энергии поперечного движения, что приводит к различной температурной зависимости продольной и поперечной подвижности;
3) увеличение периода сверхрешетки приводит к росту анизотропии времени релаксации.
Размерное квантование спектра акустических фононов слабо влияет на рассеяние электронов в сверхрешетке GaAs/AlvGa^As [31], приводя к несущественному уменьшению, появлению температурной зависимости и анизотропии подвижности за счет времени релаксации. Учет перестройки скалярного потенциала полярных оптических фононов в сверхрешетке [30] в модели диэлектрического континуума приводит к более слабому рассеянию, чем в приближении объемного фононного спектра. Роль рассеяния на акустических фононах в сверхрешетке в области комнатных температур выше, чем на полярных оптических фононах по сравнению с объемным GaAs. Результаты работы [56] свидетельствуют о существенном вкладе в электропроводность механизма рассеяния носителей тока на гауссовых флуктуациях толщины КП. При высоких температурах электропроводность КП в условиях рассеяния дырок только на LA-фононах матрицы уменьшается с ростом температуры: cool IT511 [57]. Для этих же условий в объемном невырожденном полупро.
X I 'У воднике [58−61]: aool/Г. Особенность подвижности носителей тока, а именно: ее уменьшение в размерно-квантованных средах, сохраняется и при рассеянии на краевых дислокациях [62]. Кроме того, с ростом температуры образцов значение подвижности в пленке приближается к соответствующему значению в массивных образцах.
Наложение внешнего магнитного поля также существенным образом сказывается на транспортных [28, 33] и оптических [27, 52, 63−65] свойствах низкоразмерных структур. Наличие магнитного поля приводит к спиновому расщеплению спектра носителей [66,67], проявляющееся, например, в процессах спиновой релаксации [68], в магнитных [69] и фотогальванических явлениях [70,71].
Процессы спиновой релаксации [72] привлекают в последние годы большое внимание в связи с их возможными применениями в области спин-троники [73]. Из механизмов спиновой релаксации для электронов проводимости в КЯ наиболее эффективным в широком интервале температур оказывается механизм Дьяконова-Переля (прецессионный механизм), обусловленный расщеплением спиновых ветвей закона дисперсии электронов в системах без центра инверсии. Интересен механизм спин-гальванического эффекта [74], при котором генерация тока происходит за счет разницы скорости спонтанных излучательных переходов носителей заряда с противоположно направленными спинами.
Обсуждается проблема спинового транспорта [73] (пространственного переноса и локализации спина носителя тока) в реализации новых физических принципов работы устройств микроэлектроники. В частности, приводятся экспериментальные данные, подтверждающие возможность создания высокочастотных твердотельных устройств для миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов, а также базовых элементов структур спиновой информатики на основе контактов ферромагнитный полупроводник-полупроводник-, выходные параметры которых способны регулироваться как транспортным током, так и внешним магнитным полем.
Настоящая диссертационная работа посвящена развитию теории ЭФУ увлечения при фотоионизации 0()-центров в КЯ и КП с краевой дислокацией, а также в исследовании влияния спиновых состояний локализованного на водородоподобном примесном центре электрона на спектральную зависимость плотности тока увлечения при рассеянии электронов на акустических фононах. Актуальность проведенных исследований определяется возможностью получения большого объема научной информации о зонной структуре полупроводника, механизмах релаксации импульса носителей заряда, параметрах примесных и рассеивающих центров, которую можно получить из анализа спектральной зависимости плотности тока увлечения, а также возможностью приборных приложений.
Цель диссертационной работы заключается в теоретическом изучении эффектов фотонного увлечения (ЭФУ) при фотоионизации Он-центров в КЯ и КП с краевой дислокацией, в исследовании влияния спиновых состояний локализованного на водородоподобном центре электрона на спектральную зависимость ЭФУ при рассеянии электронов на акустических фононах.
Задачи диссертационной работы.
1. В рамках модели Бонч-Бруевича и Когана в борновском приближении рассчитать время релаксации при рассеянии электронов на краевой дислокации соответственно в КП, микросужении (МС) и КЯ с параболическим потенциалом конфайнмента.
2. Исследовать энергетическую зависимость времени релаксации и его зависимость от параметров удерживающего потенциала и дислокационной линии.
3. Теоретически исследовать температурную зависимость подвижности в КП, МС и КЯ с краевой дислокацией при различных параметрах потенциала структуры и краевой дислокации.
4. Получить аналитическое выражение для плотности тока увлечения при фотоионизации Он-центров в КП и КЯ соответственно. Исследовать спектральную зависимость плотности тока увлечения при рассеянии электронов на краевой дислокации.
5. Для случая сильного магнитного поля, когда магнитная длина ав много меньше эффективного боровского радиуса ad, получить аналитическое решение задачи о связанных состояниях на водородоподобном примесном центре в КП с параболическим потенциалом конфайнмента с учетом спина электрона. Получить аналитическое выражение для спектральной зависимости плотности тока увлечения при фотоионизации водородоподобных примесных центров в ID-структурах при рассеянии электронов на акустических фононах с учетом дисперсии радиуса КП.
Научная новизна полученных результатов.
1. В борновском приближении в рамках модели Бонч-Бруевича и Когана получено аналитическое выражение для времени релаксации импульса при рассеянии электронов на краевой дислокации соответственно в КП, МС и КЯ с параболическим потенциалом конфайнмента.
2. Исследована энергетическая зависимость времени релаксации и его зависимость от параметров удерживающего потенциала и дислокационной линии. Показано, что энергетическая зависимость времени релаксации имеет осциллирующий характер. В случае КП и МС осцилляции связаны с квантовыми переходами рассеянного электрона между уровнями размерного квантования. В КЯ’осцилляции обусловлены существованием пороговых значений углов падения электронов на краевую дислокацию при их фиксированной энергии. Выявлено, что фактор геометрической формы МС проявляется в существенной зависимости времени релаксации от эффективной длины сужения.
3. Теоретически исследована температурная зависимость подвижности в КП, МС и КЯ с краевой дислокацией. Установлено, что в области температур от 50 до 150К температурная зависимость подвижности в КП и в КЯ может быть аппроксимирована степенной зависимостью с показателем степени соответственно 1,7 и 1,8.
4. Развита теория ЭФУ при фотоионизации 0()-центров в КП и КЯ соответственно. Исследована спектральная зависимость плотности тока увлечения при рассеянии электронов на краевой дислокации. Показано, что величина плотности тока увлечения существенно зависит от коэффициента заполнения акцепторных центров в дислокационной линии, а его спектральная зависимость определяется энергетической зависимостью времени релаксации.
5. Развита теория ЭФУ при фотоионизации водородоподобных примесных центров в структурах с КП при наличии сильного магнитного поля. Рассчитана спектральная зависимость плотности тока увлечения при рассеянии электронов на акустических фононах. Показано, что учет спина связанного электрона приводит к зависимости порога эффекта фотонного увлечения от гиромагнитного отношения, при этом для спектральной зависимости плотности тока увлечения характерен триплет Зеемана. Найдено, что расстояние между пиками в триплете определяется циклотронной частотой, а учет дисперсии радиуса КП приводит к размытию пиков в спектральной зависимости плотности тока увлечения.
Основные научные положения, выносимые на защиту.
1. Энергетическая зависимость времени релаксации при рассеянии одномерных электронов на краевой дислокации имеет ярко выраженный осциллирующий характер с периодом осцилляций, определяемым характерной частотой удерживающего потенциала КП.
2. Осцилляции энергетической зависимости времени релаксации в области больших энергий при рассеянии двумерных электронов на краевой дислокации обусловлены существованием пороговых значений углов падения при фиксированной энергии электрона.
3. Спектральная зависимость плотности тока увлечения при фотоионизации Он-центров в КП и КЯ с краевой дислокацией определяется энергетической зависимостью времени релаксации электронов, а величина тока увлечения существенно зависит от коэффициента заполнения акцепторных центров в дислокационной линии.
4. Для спектральной зависимости плотности тока увлечения при фотоионизации водородоподобных примесных центров в структуре с КП при наличии сильного магнитного поля характерен триплет Зеемана, обусловленный спином связанного электрона.
Практическая ценность работы.
1. Анализ спектральной зависимости плотности тока увлечения при фотоионизации D^-центров в КП и КЯ позволяет определять энергетическую зависимость времени релаксации импульса одномерных и двумерных электронов, а также идентифицировать механизмы рассеяния, связанные с наличием краевых дислокаций.
2. Развитая теория ЭФУ в КП и КЯ может составить основу для разработки детекторов лазерного излучения в области примесного поглощения света.
3. Развитая теория ЭФУ при фотоионизации водородоподобных примесных центров в структурах с КП с учетом спиновых состояний связанного электрона в сильном магнитном поле позволяет получать информацию о тонкой структуре примесного центра и размерно-квантованной зоны.
Диссертационная работа состоит из трех глав.
Первая глава диссертации посвящена теоретическому исследованию ЭФУ одномерных электронов при фотоионизации Б^-центров в КП с параболическим потенциалом конфайнмента, содержащей краевую дислокацию. Потенциал примеси имитируется потенциалом нулевого радиуса, который, как известно, применим для описания 0()-состояний, соответствующих присоединению дополнительного электрона к мелкому донору. Для описания электрических свойств стационарной краевой дислокации используется экранированный потенциал, предложенный Бонч-Бруевичем и Коганом. Проводится исследование влияния параметров КП и МС на время релаксации и подвижность электронов. Решение задачи о примесном ЭФУ в КП основано на одномерном кинетическом уравнении Больцмана, записанном в приближении времени релаксации. Генерационный член этого уравнения определяется квантовыми фотопереходами носителей заряда с D^'-центров в размерно-квантованные подзоны, которые рассчитываются в линейном по импульсу фотона приближении. Проводится исследование спектральных зависимостей плотности тока увлечения при различных параметрах КП, примесных центров и краевой-дислокации. Показано, что величина плотности тока увлечения существенно зависит от коэффициента заполнения акцепторных центров в дислокационной линии, а его спектральная зависимость определяется энергетической зависимостью времени релаксации.
Вторая глава диссертации посвящена теоретическому исследованию ЭФУ двумерных электронов при фотоионизации D^'-центров в КЯ с параболическим потенциалом конфайнмента, содержащей краевую дислокацию. Потенциал примеси имитируется потенциалом нулевого радиуса. Для описания электрических свойств стационарной краевой дислокации используется экранированный потенциал, предложенный Бонч-Бруевичем и Коганом. Решение задачи о примесном ЭФУ в КЯ основано на двумерном кинетическом уравнении Больцмана, записанном в приближении времени релаксации. Генерационный член этого уравнения определяется квантовыми фотопереходами носителей заряда с D^-центров в размерно-квантованные подзоны, которые рассчитываются в линейном по импульсу фотона приближении. Проводится исследование спектральных зависимостей плотности тока увлечения при различных значениях параметров КЯ, примесных центров и краевой дислокации. Выявлено, что фактор размерности при переходе ID —> 2D проявляется в наличии «пороговых» осцилляций в спектральной зависимости плотности тока увлечения.
В третьей главе диссертации развита теория ЭФУ при фотоионизации водородоподобных примесных центров в полупроводниковой структуре в виде цепочки из туннельно-несвязанных КП, помещенной в продольное магнитное поле, с учетом дисперсии радиуса КП, а также с учетом спиновых состояний локализованного электрона. Дисперсия радиуса описывается гауссовой функцией распределения. Для описания одноэлектронных состояний в КП используется параболическая модель потенциала конфайнмента. Векторный потенциал однородного магнитного поля выбирается в симметричной калибровке. Задача определения волновой функции и энергии связанного состояния водородоподобного примесного центра сводится к решению уравнения Шредингера с учетом спиновых состояний локализованного электрона. Фотовозбуждение электрона с локального уровня водородоподобных состояний в гибридно-квантованные состояния КП рассматривается в линейном по продольной составляющей импульса фотона приближении для случая поперечной по отношению к направлению магнитного поля поляризации света. Проводится компьютерный анализ спектральных характеристик плотности тока увлечения при различных значениях параметров КП и примесного центра. Показано, что для спектральной зависимости плотности тока увлечения характерен ярко выраженный квантоворазмерный эффект Зеемана.
Выводы к главе III.
1. Для случая сильного магнитного поля получено аналитическое решение задачи о связанных состояниях электрона на водородоподобном примесном центре с учетом спиновых состояний локализованного электрона.
2. Рассчитана плотность ТУ в планарной структуре туннельно-несвязанных КП при рассеянии электронов на акустических фононах, помещенной в сильное продольное магнитное поле, с учетом спина связанного электрона и дисперсии радиуса КП.
3. Показано, что учет спина связанного электрона приводит к зависимости порога ЭФУ от гиромагнитного отношения, при этом для спектральной зависимости плотности тока увлечения характерен триплет Зеемана. Найдено, что расстояние между пиками в триплете определяется циклотронной частотой, а учет дисперсии радиуса КП приводит к размытию пиков в спектральной зависимости плотности ТУ.
Заключение
Основные результаты и выводы.
1. Развита теория ЭФУ при фотоионизации В ()-центров в полупроводниковой КП с краевой дислокацией. В рамках модели Бонч-Бруевича и Когана в борновском приближении рассчитано время релаксации импульса при рассеянии электронов на краевой дислокации в КП и МС с параболическим потенциалом конфайнмента. Исследована энергетическая зависимость времени релаксации и его зависимость от параметров потенциала структуры и дислокационной линии. Показано, что энергетическая зависимость времени релаксации имеет осциллирующий характер. Осцилляции связаны с квантовыми переходами рассеянного электрона между уровнями размерного квантования. Выявлено, что фактор геометрической формы МС проявляется в существенной зависимости времени релаксации от эффективной длины сужения. Теоретически исследована температурная зависимость подвижности в КП и МС с краевой дислокацией. Установлено, что в области температур от 50 до 150К температурная зависимость подвижности в КП может быть аппроксимирована степенной зависимостью с показателем степени 1,7. Исследована спектральная зависимость плотности ТУ при рассеянии электронов на краевой дислокации. Показано, что величина плотности ТУ существенно зависит от коэффициента заполнения акцепторных центров в дислокационной линии, а его спектральная зависимость определяется энергетической зависимостью времени релаксации.
2. Теоретически исследован ЭФУ при фотоионизации D^-центров в полупроводниковой КЯ с краевой дислокацией. Исследована энергетическая зависимость времени релаксации и его зависимость от параметров потенциала структуры и дислокационной линии. Показано, что энергетическая зависимость времени релаксации имеет осциллирующий характер, причем в отличие от КП и МС осцилляции обусловлены существованием пороговых значений углов падения при фиксированной энергии электрона. Теоретически исследована температурная зависимость подвижности в КЯ с краевой дислокацией. Установлено, что в области температур от 50 до 150К температурная зависимость подвижности в КЯ может быть аппроксимирована степенной зависимостью с показателем степени 1,8. Исследована спектральная зависимость плотности ТУ при рассеянии электронов на краевой дислокации. Выявлено, что фактор размерности при переходе 1D —> 2D проявляется в наличии «пороговых» осцилляций в спектральной зависимости плотности ТУ.
3. В случае сильного магнитного поля, когда магнитная длина много меньше эффективного боровского радиуса, развита теория ЭФУ при фотоионизации ВПЦ в планарной структуре из туннельно-несвязанных КП. С учетом рассеяния электронов на акустических фононах рассчитана спектральная зависимость плотности ТУ. Учет дисперсии радиуса КП приводит к размытию пиков в спектральной зависимости плотности ТУ. Показано, что для спектральной зависимости плотности ТУ характерен триплет Зеемана. Найдено, что расстояние между пиками в триплете определяется циклотронной частотой, а порог ЭФУ зависит от гиромагнитного отношения.
По теме диссертации опубликованы следующие работы.
А1.Киндаев А. А. Рассеяние электронов на краевых дислокациях в полупроводниковых квантовых нитях с параболическим потенциалом конфайнмента. Сборник тезисов Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам «Ломоносов-2004». — Москва, МГУ им. М. В. Ломоносова. — 2004. -С. 322, 323.
А2.Киндаев А. А. Эффект фотонного увлечения одномерных электронов при фотоионизации Б ()-центров в квантовой нити с краевой дислокацией. / А. А. Киндаев, В. Д. Кревчик: Сб. тр. 3-й межрегион, науч. шк. для студ. и аспирантов «Материалы нано-, микрои оптоэлектроники: физические свойства и применение». — Саранск: Изд-во Мордов. унта.-2004.-С. 31.
A3 .Киндаев А. А. Эффект фотонного увлечения носителей заряда в легированной квантовой проволоке с краевой дислокацией. /.
A.А. Киндаев, В. Д. Кревчик: Тезисы докладов Шестой Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой оптои наноэлектронике. — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та.
2004.-С. 88.
А4.Киндаев А. А. Эффект фотонного увлечения при фотоионизации D ()-центров в квантовой проволоке с краевой дислокацией. /.
B.Д. Кревчик, А. А. Киндаев. // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. — 2004. — № 5. — С. 166−172.
А5 .Киндаев А. А. Рассеяние электронов на краевой дислокации в микросужении с параболическим потенциалом конфайнмента. / А. А. Киндаев, В. Д. Кревчик: Сб. тр. 4-й межрегион, науч. шк. для студ. и аспирантов «Материалы нано-, микрои оптоэлектроники: физические свойства и применение». — Саранск: Изд-во Мордов. ун-та.
2005.-С. 36.
Аб.Киндаев А. А. Подвижность электронов в полупроводниковых квантовых проволоках и микросужениях с краевой дислокацией./ В. Д. Кревчик, А. А. Киндаев. // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. — 2005. — № 6. — С. 191−199.
А7.Киндаев А. А. Рассеяние электронов на краевой дислокации в микросужении с параболическим потенциалом конфайнмента. / А. А. Киндаев, В. Д. Кревчик: Тезисы докладов Седьмой Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой оптои наноэлектронике. — СПб.: Изд-во Поли-техн.ун-та. — 2005. — С. 89.
А8.Киндаев А. А. Влияние краевой дислокации на электронный транспорт в квантовых проволоках и микросужениях. // Известия ПГПУ: Научные и учебно-методические вопросы. Сектор молодых ученых. — Пенза: ПГПУ. — 2006. — № 2. — С. 30−35.
А9.Киндаев А. А. Особенности спектральной зависимости эффекта фотонного увлечения при фотоионизации D^-центров в квантовой проволоке с краевой дислокацией. / В. Д. Кревчик, А. А. Киндаев, В. Б. Моисеев, В. А. Скрябин. // Тр. 4-го Российско-японского семинара МИСиС — ULVAC Inc. — АГУ. — 2006. — С. 197−204.
А10.Киндаев А. А. Влияние спин-орбитального взаимодействия на эффект фотонного увлечения электронов при фотоионизации водородоподоб-ных примесных центров в квантовой проволоке. / А. А. Киндаев, В. Д. Кревчик: Сб. тр. 5-й Всерос. молодежной, науч. шк. для студ. и аспирантов «Материалы нано-, микро-, оптоэлектроники и волоконной оптики: физические свойства и применение». — Саранск: Изд-во Мордов. ун-та. — 2006. — С. 40.
