关于半导体超晶格
半导体超晶格有什么基本性质??哪位牛人可以给我解答 由两种或两种以上组分不同,或导电类型不同的纳米级超薄层(层厚10-1~10nm)材料交替地外延生长在一起所形成的多周期结构,具有这种结构的材料是一类人工改性的新的半导体材料。简史 超晶格的概念是美国国际商用机器(IBM)公司的江崎、朱兆祥在1969年提出的。他们认为,由于超品格的周期远大于原晶体的晶格常数,但又小于电子的德布洛依波长晶体中电子的运动受到超晶格周期势场的扰动,其运动状态会发生很大变化。半导体超晶格具有许多“天然晶体”所没有的新异的物理特性。理论上预计,原晶体的布里渊区会分裂为许多小区,相应的能带也会分裂为许多子能带,在外场作用下,电子易达到小布区边界而会呈现出负阻效应和高频振荡效应(布洛赫振荡)等。1971年美国贝尔(Bell)实验室的卓以和用分子束外延(MBE)方法生长出了第一个GaAs/AlGaAs半导体超晶格材料,1972年美国IBM公司的张立刚观测到分子束外延(MBE)GaAs/Al—GaAs超晶格的负阻效应,证实了理论预计。从此,半导体超晶格的研究引起了人们极大的兴趣和日益广泛的研究。20多年来,研究成的半导体超晶格已达数十种,涉及到Ⅲ-V、Ⅱ-Ⅵ、Ⅳ-Ⅵ族化合物、Ⅳ族元素半导体、非晶态半导体、金属、铁磁体、超导体和有机物等。
半导体超晶格有哪些类型,及其能带结构的特点 超晶格材料按形成它的异质结类型分为第一类、第二类和第三类超晶格。第一二三类超晶格第一类超晶格的导带和价带由同一层的半导体材料形成。第二类超晶格的导带和价带在不同层中形成,因此电子和空穴被束缚在不同半zd导体材料层中。第三类超晶格涉及半金属材料。尽管导带底和价带顶在相同的半导体层中产生,与第一类超晶格相似,但其带隙可从半导体到零带隙到半金属负带隙之间连续调整。[1]超晶格又分以下几种1.组分超晶格:在超晶格结构中,如果超晶格的重复单元是由不同半导体材料的薄内膜堆垛而成的 叫做组分超晶格2.掺杂超晶格:在同一种半导体中,用交替地改变掺杂类型的方法做成的新型人造周期性半导体结构的材料掺杂超晶格的优点:任何一种半导体材料只要很好控制掺杂类型都可以做成超晶格;多层结构的完整性非常好,由于掺杂量一般比较小,杂质引起的晶格畸变也较小,掺杂超晶格中没有像组分超晶格那样明显的异质界面;掺杂超晶格的有效能量隙可以具有从零到容位调制的基体材料能量隙之间的任何值,取决于各分层厚度和掺杂浓度的选择。3.多维超晶格4.应变超晶格
超晶格的半导体特性 如果超晶格是由两种具有不同带隙的半导体材料构成,每个量子阱都会形成新的选择定则影响电荷在此结构中的运动。这两种半导体材料是交替的以一定的周期沿着特定的生长方向来沉积的。自从1970年江崎和朱兆祥提出这种合成超晶格的方法以来,这种超细半导体的物理机制的研究已经取得了大量的成果。在量子限域(quantum confinement)概念提出以后,人们已经从孤立的量子阱异质结中观察到了量子效应,这些都通过遂穿现象和超晶格紧密的联系在了一起。所以这两种物理概念都是在同样的物理基础上进行讨论的,但是在电子学和光学设备上有着不同的应用。