www.wikidata.uk-ua.nina.az

Двовимірний електронний газ або ДЕГ електронний газ в якому частинки можуть рухатися вільно тільки в двох напрямах а в т

Двовимірний електронний газ

Двовимірний електронний газ або ДЕГ — електронний газ, в якому частинки можуть рухатися вільно тільки в двох напрямах, а в третьому обмежені потенційною ямою. Потенціал обмеження (управління) може бути створеним за допомогою електричного поля, наприклад поля електроду затвору в МДН-транзисторах, або в області гетеропереходу між різними напівпровідниками. За аналогією з ДЕГ можна говорити про «двовимірний дірковий газ».

Двовимірний електронний газ в MOSFET формується за допомогою напруги на затворі
Зонна діаграма простого HEMT

Якщо число заповнених «енергетичних підзон» в ДЕГ перевищує одну, то говорять про «квазідвовимірний газ».

Параметри ДЕГ Редагувати

Густина станів ДЕГ не залежить від енергії і дорівнює:

де: і  — спінове та долинне виродження, відповідно.

Густина станів ДЕГ дозволяє обчислити квантову ємність ДЕГ за виразом:

де  — заряд електрона.

Для арсеніду галію GaAs, який є однодолинним напівпровідником, виродження залишається тільки за спіном, тому густина станів запишеться у вигляді:

Важлива характеристика ДЕГ — рухливість електронів. Для збільшення рухливості в гетероструктурі з ДЕГ використовують нелегований прошарок матеріалу, який називають спейсером[ru], щоб рознести в просторі іонізовані домішки та ДЕГ. Ця характеристика є визначальною при вивченні дробового квантового ефекту Холла. На сьогодні в структурах на основі GaAs досягнуті значення рухливості 10 000 000 см²/Вс. Дробовий квантовий ефект Хола спостерігався вперше на екземплярі з рухливістю 90 000 см²/Вс.

Максимальна густина станів Редагувати

В більшості першоджерел густина станів використовується чисто формально, тому має сенс зробити практичну оцінку для двовимірної системи. Нехтуючи ефектами виродження, маскимальна густина станів 2D-системи буде:

Тепер спробуємо переписати цей вираз, використовуючи поняття борівського радіуса ()та борівського масштабу енергій ():

де: стала тонкої структури, а швидкість світла. Підставляючи ці значення в формулу (3), знаходимо максимальну густину станів:

де: борівський квант площі, а  — борівська густина станів. Таким чином, максимальна густина станів 2D-електронного газу збігається з борівським масштабом.

Див. також Редагувати

Посилання Редагувати

  1. Слюсар В. И. Наноантенны: подходы и перспективы [ 3 червня 2021 у Wayback Machine.] // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. — 2009. — № 2. — С. 61.
  2. Рухливість 10 000 000 см2/Вс[недоступне посилання з липня 2019]
  3. 90 000 см2/Вс
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Dvovimirnij elektronnij gaz abo DEG elektronnij gaz v yakomu chastinki mozhut ruhatisya vilno tilki v dvoh napryamah a v tretomu obmezheni potencijnoyu yamoyu Potencial obmezhennya upravlinnya mozhe buti stvorenim za dopomogoyu elektrichnogo polya napriklad polya elektrodu zatvoru v MDN tranzistorah abo v oblasti geteroperehodu mizh riznimi napivprovidnikami Za analogiyeyu z DEG mozhna govoriti pro dvovimirnij dirkovij gaz Dvovimirnij elektronnij gaz v MOSFET formuyetsya za dopomogoyu naprugi na zatvoriZonna diagrama prostogo HEMTYaksho chislo zapovnenih energetichnih pidzon v DEG perevishuye odnu to govoryat pro kvazidvovimirnij gaz Zmist 1 Parametri DEG 2 Maksimalna gustina staniv 3 Div takozh 4 PosilannyaParametri DEG RedaguvatiGustina staniv DEG ne zalezhit vid energiyi i dorivnyuye D 2 D E G g s g v m 2 p ℏ 2 1 displaystyle D 2DEG g s g v frac m 2 pi hbar 2 qquad 1 nbsp de g s displaystyle g s nbsp i g v displaystyle g v nbsp spinove ta dolinne virodzhennya vidpovidno Gustina staniv DEG dozvolyaye obchisliti kvantovu yemnist DEG za virazom 1 C 2 D E G e D 2 D E G displaystyle C 2DEG e D 2DEG nbsp de e displaystyle e nbsp zaryad elektrona Dlya arsenidu galiyu GaAs yakij ye odnodolinnim napivprovidnikom virodzhennya zalishayetsya tilki za spinom tomu gustina staniv zapishetsya u viglyadi D 2 D E G G a A s m p ℏ 2 2 displaystyle D 2DEG GaAs frac m pi hbar 2 qquad 2 nbsp Vazhliva harakteristika DEG ruhlivist elektroniv Dlya zbilshennya ruhlivosti v geterostrukturi z DEG vikoristovuyut nelegovanij prosharok materialu yakij nazivayut spejserom ru shob roznesti v prostori ionizovani domishki ta DEG Cya harakteristika ye viznachalnoyu pri vivchenni drobovogo kvantovogo efektu Holla Na sogodni v strukturah na osnovi GaAs dosyagnuti znachennya ruhlivosti 10 000 000 sm Vs 2 Drobovij kvantovij efekt Hola sposterigavsya vpershe na ekzemplyari z ruhlivistyu 90 000 sm Vs 3 Maksimalna gustina staniv RedaguvatiV bilshosti pershodzherel gustina staniv vikoristovuyetsya chisto formalno tomu maye sens zrobiti praktichnu ocinku dlya dvovimirnoyi sistemi Nehtuyuchi efektami virodzhennya maskimalna gustina staniv 2D sistemi bude D 2 D m a x m 2 p ℏ 2 3 displaystyle D 2Dmax frac m 2 pi hbar 2 qquad 3 nbsp Teper sprobuyemo perepisati cej viraz vikoristovuyuchi ponyattya borivskogo radiusa a B displaystyle a B nbsp ta borivskogo masshtabu energij W B displaystyle W B nbsp a B l 0 2 p a displaystyle a B frac lambda 0 2 pi alpha nbsp W B 0 5 a 2 m c 2 displaystyle W B 0 5 alpha 2 mc 2 nbsp de a displaystyle alpha nbsp stala tonkoyi strukturi a c displaystyle c nbsp shvidkist svitla Pidstavlyayuchi ci znachennya v formulu 3 znahodimo maksimalnu gustinu staniv D 2 D m a x 1 4 p a B 2 1 W B 1 S B 1 W B D B 4 displaystyle D 2Dmax frac 1 4 pi a B 2 frac 1 W B frac 1 S B frac 1 W B D B qquad 4 nbsp de S B 4 p a B 2 displaystyle S B 4 pi a B 2 nbsp borivskij kvant ploshi a D B displaystyle D B nbsp borivska gustina staniv Takim chinom maksimalna gustina staniv 2D elektronnogo gazu zbigayetsya z borivskim masshtabom Div takozh RedaguvatiModel vilnih elektronivPosilannya Redaguvati Slyusar V I Nanoantenny podhody i perspektivy Arhivovano 3 chervnya 2021 u Wayback Machine Elektronika Nauka Tehnologiya Biznes 2009 2 S 61 Ruhlivist 10 000 000 sm2 Vs nedostupne posilannya z lipnya 2019 90 000 sm2 Vs Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Dvovimirnij elektronnij gaz amp oldid 36170471