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多量子阱与超晶格的区别与联系是什么 半导体超晶格 量子阱材料

2021-04-04知识0

半导体材料的战略地位 20世纪中叶,单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功,导致了电子工业革命;20世纪70年代初石英光导纤维材料和GaAs激光器的发明,促进了光纤通信技术迅速发展并逐步形成了高新技术产业,使人类进入了信息时代。超晶格概念的提出及其半导体超晶格、量子阱材料的研制成功,彻底改变了光电器件的设计思想,使半导体器件的设计与制造从“杂质工程”发展到“能带工程”。纳米科学技术的发展和应用,将使人类能从原子、分子或纳米尺度水平上控制、操纵和制造功能强大的新型器件与电路,深刻地影响着世界的政治、经济格局和军事对抗的形式,彻底改变人们的生活方式。

超晶格量子效应是? 1969年,著名的物理学家江崎与其合作者朱兆祥首次提出了半导体超晶格的新概念,并于1970年首次在砷化镓半导体上制成了超晶格结构,由此揭开了超晶格、量子阱、量子线和量子点微结构等一类低维材料研究的序幕.迄今为止,这一领域的研究已经取得了令世人瞩目的重大进展,在半导体科学技术发展史上写下了光辉灿烂的一页,留下了浓墨重彩的一笔.尤其值得一提的是,美籍华裔科学家崔琦和德国科学家霍斯特·施特默2人,因于1982年发现了具有高电子迁移率的GaAs/AlAs超晶格材料的调制掺杂异质结中的电子,会在超低温和强磁场条件下形成具有某种特异性的量子流体,并在1年之后,由美国科学家罗伯特·劳克林对这一重大发现作出了理论解释,而共同获得了1998年的诺贝尔物理学奖.此后不久,高电子迁移率晶体管(HEMT)就被设计并制作出来了.目前,这种器件已经发展到由多种异质结构材料和各种结构形式制备的具有各种逻辑功能的HEMT大规模集成电路,并初步用于现代通信和计算机系统.这一事实充分显示了半导体超晶格材料在半导体科学技术中所占据的显赫地位。

多量子阱与超晶格的区别与联系是什么 都是两种或以上的半导体材料交替生长出的周期性薄层的微结构材料,我的理解,不同的在于,多量子阱由于量子限域效应,即当其一维多量子阱薄层线度与电子的德布罗意波长可比拟时,电子态呈量子化,连续的能带变为分立的能级,形成驻波形式的波函数,且势垒足够厚,可近似认为相邻量子阱中的波函数无耦合.而超晶格 势垒层很薄,势阱之间耦合强烈,人称耦合多量子阱.此时多量子阱的各分立能级延展为能带.叫做超晶格,是因为其周期化薄层线度远大于晶格常数.但通常为几nm、几十nm,与电子平均自由程(德布罗意波长)可比拟

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