Введение к работе
Актуальность теми . Квантовораомерний эффект Штарка - измене
ние энергетического спектра и волновых функций-частицы, заключен-
ной в квантовой яме, под . действием перпендикулярного границам
ямы электрического поля- лежит в основе принципа действия целого
класса новых наноприборов. Это,например, работающие при комнат
ной темперЕйуре модуляторы с временем переключения порядка 100 ПС,
инфракрасные детекторы,частотно и амплитудно настраиваемые лазеры.
При этом1 теория штарковского сдвига исследована только в рамках
приближения эффективной массы для основного состояния квантовой
ямы, на границах которой выполняется условие непрерывности огиба
ющей волновой функции (эффективной волновой функции) и, либо ее
первой производной, либо первой производной, нормированной на
массу. Такие гранитнне условия выполняются, например, на интерфей
се Ga As/ AlxUa,.x Аз (х<0.45) . однако они КЄ являются
единственно возможными. В частности, условия непрерывности эффек
тивной волновой функции и ее пе"рвой производной ( нормированной и
ненормированной) не позволяют учитывать присутствие локализованных
интерфейсных состояний (кроме случая инверсного гетероперехода).
Особенности нвантовораомерного сдвига Штарка в присутствии локали
зованных интерфейсных состояний оставались до настоящего времени
не выясненными. Вторая проблема связана о о граничениями, прибли
жения эффективной массы. Как известно, это приближение применимо
только в слабых внешних полях и только для энергий, близких к
экстремумам зон. Остаются неясными особенности квантовораэмерно-
го сдвига Штарка для энергий, далеких от экстремумов зон , и при
больших напряженностях электрического поля.
Актуальность перечисленных проблем определяется как чисто теоретическим интересом, так и растущими с каждым днем возможностями приборного приложения результатов теоретического исследо-
вшіия квантоворозмерных оффектов в электрическом поле.
Цель настоящей работы состояла в исследовании влияния олек-трического поля на квантовые структуры в рамках двух точно решаемых приближений (численные точные решения): границ разделов с локализованными таммовскими состояниями и квантовых ям с такими состояниями на краях - в приближении эффективной массы, многозон- . ных квантовых ям и конечных сверхрешеток - в приближении Кронига-Пенни
В соответствии с поставленной целью в работе были решены следующие задачи:
исследовано влияние электрического поля на энергетический спектр бесконечно глубокой квантовой ямы с поверхностными состояниями на краях и энергию локализованного поверхностного состояния у изолированного бесконечно высокого барьера;
получены (зависимости энергии и времени жизни частицы на поверхностном состоянии у барьера конечной глубины и в квантовой яме конечной глубины с поверхностными состояниями на краях от напряженности электрического поля;
исследованы закономерности квантоворазмерного сдвига Штарка основных и возбужденных состояний многозонной квантовой ямы для широкой области значений напряженности электрического поля;
рассмотрены основные особенности процесса формирования лестницы Штарка в сверхрешетке с конечным числом периодов.
На защиту выносятся следующие положения:
-особенности влияния стационарного электрического поля на энергию и время жизни локализованного таммовского поверхностного состояния ;
-особенности влияния стационарного , электрического поля на энергию и время жизни частицы в квантовой яме с поверхностными состояниями на краях, взаимодействия поверхностных состояний с
уровнями размерного квантования ;
-моделирование к&антовораемерного сдвига Штарка основных и возбужденных состояний в- одномерной многоэонной модели Кронига-Нении с о-образными барьерами;
-модопирование процесса формирования лестницы Штарка в рамках одпомерной модели Кронига-Пенни с прямоугольными барьерами конечной ширины и.высоты.
Алпробация и публикации. По теме диссертации опубликовано 4 статьи. Результаты работы обсуждались на семинарах кафедр надежности изделий радиоэлектроники и физической электроники Белгосуниверситета
Структура работы и объем. Работа состоит из введения .четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 140 наименований, содержит 24 рисунка. Общий объем работы составляет 137 страниц.
