Читать книгу Квантовые устройства и интегральные схемы. Теория и расчёты - - Страница 5

Квантовые ямы представляют собой структуры, в которых носители заряда свободно двигаются только в одной измерительной области и ограничены в остальных двух. Они создаются путем разделения полупроводникового материала на слои с различными электронными свойствами.

Особенности квантовых ям:

1. Квантовое конфинирование: Квантовые ямы создают ограничение и конфинирование носителей заряда в определенном направлении. Электроны в квантовых ямах располагаются в энергетических уровнях, которые могут быть аналогичны энергетическим уровням атомов. Таким образом, квантовые ямы могут использоваться для создания электронных состояний с определенной энергией и спином.

Квантовое конфинирование в квантовых ямах приводит к изменению электронных свойств и энергетического спектра носителей заряда. Материалы с низким зазором энергии (как полупроводники) могут использоваться в квантовых ямах для конфинирования носителей заряда – это создает энергетические уровни, ограничивающие движение электронов или дырок в проекции на одну из осей, называемую осью квантового конфинирования. Квантовое конфинирование позволяет создавать уникальные электронные состояния с контролируемыми энергетическими уровнями, что имеет значимое значение для разработки электронных устройств и систем.

2. Энергетический спектр: Квантовые ямы имеют дискретный энергетический спектр, состоящий из дискретных уровней энергии. Энергетический спектр квантовых ям определяется потенциальными барьерами и потенциальными ямами в их структуре. Пространственное ограничение носителей заряда в квантовых ямах создает энергетические уровни, где электроны или дырки могут существовать с определенной энергией. Размеры и параметры квантовых ям, а также свойства материала, определяют энергии и спектр этих уровней внутри точек.

3. Определенные свойства испускания света: Квантовые ямы могут быть настроены таким образом, чтобы поглощать или испускать свет в узких диапазонах энергии, что делает их полезными для создания светодиодов, лазеров и других оптических приборов.