'

Потенциальная энергия электрона в кристалле и модель Кронига и Пенни

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Потенциальная энергия электрона в кристалле и модель Кронига и Пенни


Слайд 1


Слайд 2

Зонная структура энергии электронов в кристалле Распределение электронов по энергиям и уровень Ферми


Слайд 3


Слайд 4

§5 ГЕТЕРОПЕРЕХОДЫ


Слайд 5


Слайд 6


Слайд 7

§6 ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ Зонная диаграмма двойной гетероструктуры


Слайд 8

a - одномерная прямоугольная потенциальная яма, U(x) - потенциальная энергия; b - прямоугольная потенциальная яма отличается от случая a только большей шириной s.


Слайд 9

Уменьшение толщины слоя материала B приводит к появлению уровней размерного квантования (Ec и Ev - края зоны проводимости и валентной зоны, соответствено, Ee и Eh - уровни размерного квантования для электронов и дырок). Энергетический спектр определяет спектр излучения структуры и, таким образом, энергия испускаемого при рекомбинации электрона и дырки фотона (E1 и E2 на схемах слева и справа) определяется уже не только ширинами запрещенных зон материалов A и B, но и шириной слоя (потенциальной ямы), поэтому E2 > E1. Примечание. Уровней энергии для дырки в более мелкой потенциальной яме больше, чем для электрона в более глубокой, так как эффективная масса у дырки больше, чем у электрона.


Слайд 10

Схематическое изображение первого в мире полупроводникового лазера (полоскового), работавшего в непрерывном режиме при комнатной температуре (Алферов, 1970).


Слайд 11

Квантовые ямы- квазидвумерные структуры, нити – квазиодномерные, точки - квазинульмерные


Слайд 12

§7 Квантовые точки Это гигантская молекула размером порядка 1 нм Состоит из 103 - 105 атомов, созданные на основе обычных неорганических полупроводниковых материалов Si, InP, CdSe Квантовая точка: почему квазинульмерная?... «Захватывает» электрон и ограничивает его движение>это энергетическая ловушка нанометрового размера!


Слайд 13

В чем же суть квантовых точек? искусственные аналоги атомов водорода, гелия и других элементов+их положительно и отрицательно заряженные ионы КТ позволяют управлять свойствами квантовых объектов! Возможность возбуждать в КТ необходимые электронные состояния


Слайд 14

Как выращивают квантовые точки? Центральный объект- гетеронаноструктуры с квантовыми ямами и квантовыми сверхрешетками из таких ям на основе арсенида галлия (GaAs) и его твердых растворов разного состава. Способы выращивания: как часть большого полупроводникового кристалла синтезировать в виде отдельных наночастиц Изображение квантовых точек InAs в матрице GaAs (вид сверху), полученное с помощью просвечивающей электронной микроскопии


Слайд 15

Наиболее яркие представители КТ: InGaAs (индий-галлий-арсенидовые) КТ> «большие» КТ, размер?50 нм, состоят из?1 млн. атомов In, Ga, As CdSe(кадмий-селеновые) КТ>размер ?несколько нм


Слайд 16

Творцы КТ: Японские исследователи Я.Аракава и Х.Сакаки в начале 80-х г.г.>указали роль КТ для улучшения работы полупроводниковых лазеров 1986 год- первые попытки создания полупроводниковых квазинульмерных объектов на основе GaAs учеными из «Texas Instruments» во главе М.А.Ридом методом литографии>они получены КТ ?250 нм. В «Bell Laboratories» достигли 30-45 нм. 30-е г.г.- идея самоорганизации КТ, высказанная Странски и Крастановым. 90- г.г.- группа академика Ж.И.Алферова в сотрудничестве с группой профессора Д.Бимберга из Берлина продемонстрировала эффективную работу лазера на InGaAs/GaAs КТ


Слайд 17

Самоорганизация КТ Метод самоорганизации (метод Странски—Крастанова)> при некоторых условиях во время осаждения вещества на гладкую поверхность могут образовываться островки.


Слайд 18

Изображение КТ PbSe на поверхности слоя PbTe Изображение поверхности слоя СКТ InAs/ GaAs Самоорганизованный рост


Слайд 19

Светлое будущее КТ ?инжекционные полупроводниковые лазеры для волоконно-оптических линий связи ?использование КТ для оптоэлектронной памяти нового типа или в спинтронике ?КТ в роли источников единичных фотонов квантовой криптографии Схема инжекционного полупроводникового лазера на СКТ


Слайд 20

Излучение света на квантовых точках ?новый вид оптоэлектронных устройств, который может привести к созданию качественно новых плоских дисплеев, способных заменить ЖК. Излучение света с 25-ти кратным улучшением излучательной способности! Поверхность органического светодиода на КТ


Слайд 21

Двойные квантовые точки Схематическое представление профиля потенциала для электронов ( а ) и дырок ( b ) вдоль направления роста цепочек QD. Эта конфигурация позволяет селективно создавать/разрушать электрон-дырочные пары (экситоны) в точках a и b . Однако, ширина энергетического барьера между точками (50 Е) такова, что предотвращает одночастичное туннелирование и в то же время допускает важное кулоновское взаимодействие между точками.


Слайд 22

«Физический минимум» на начало XXI века Макрофизика Управляемый ядерный синтез. Высокотемпературная и комнатнотемпературная сверхпроводимость. Металлический водород. Другие экзотические вещества. Двумерная электронная жидкость (аномальный эффект Холла и некоторые другие эффекты). Некоторые вопросы физики твердого тела (гетероструктуры в полупроводниках, переходы металл—диэлектрик, волны зарядовой и спиновой плотности, мезоскопика). Фазовые переходы второго рода и родственные им. Некоторые примеры таких переходов. Охлаждение (в частности, лазерное) до сверхнизких температур. Бозе-эйнштейновская конденсация в газах. Физика поверхности. Кластеры. Жидкие кристаллы. Сегнетоэлектрики. Фуллерены. Нанотрубки. Поведение вещества в сверхсильных магнитных полях. Нелинейная физика. Турбулентность. Солитоны. Хаос. Странные аттракторы. Разеры, гразеры, сверхмощные лазеры. Сверхтяжелые элементы. Экзотические ядра. Квантовые компьютеры.


Слайд 23

Микрофизика Спектр масс. Кварки и глюоны. Квантовая хромодинамика. Кварк-глюонная плазма. Единая теория слабого и электромагнитного взаимодействия. W–+- и Z0-бозоны. Лептоны. Стандартная модель. Великое объединение. Суперобъединение. Распад протона. Масса нейтрино. Магнитные монополи. Фундаментальная длина. Взаимодействие частиц при высоких и сверхвысоких энергиях. Коллайдеры. Несохранение СР-инвариантности. Нелинейные явления в вакууме и в сверхсильных электромагнитных полях. Фазовые переходы в вакууме. Струны. М-теория.


Слайд 24

Астрофизика Экспериментальная проверка общей теории относительности. Гравитационные волны, их детектирование. Космологическая проблема. Инфляция. L-член. Связь между космологией и физикой высоких энергий. Нейтронные звезды и пульсары. Сверхновые звезды. Черные дыры. Космические струны(?). Квазары и ядра галактик. Образование галактик. Проблема темной материи (скрытой массы) и ее детектирования. Происхождение космических лучей со сверхвысокой энергией. Гамма-всплески. Гиперновые. Нейтринная физика и астрономия. Нейтринные осцилляции.


×

HTML:





Ссылка: