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第9章半导体超晶格和多量子阱口10.1超晶格和多量子阱的一般描述口10.2超晶格的能带口10.3垂直于超晶格方向的电子输运口10.4超晶格的光谱特性口10.5超晶格和量子阱器件口10.6量子阱和超晶格的近期发展10.1超晶格和多量子阱的一般描述超晶格:Esaki和Tsu(江崎和朱兆祥)在1969年提出了超晶格概念,设想将两种不同组分或不同掺杂的半导体超薄层A和B交替叠合生长在衬底上,使在外延生长方向形成附加的晶格周期性。当取垂直衬底表面方向垂直方向)为z轴,超晶格中的电子沿z方向运动将受到超晶格附加的周期势场的影响,而其ⅹy平面内的运动不受影响。在xy平面内电子的动能是连续的,z方向附加周期势场使电子的能量分裂为一系列子能带。210.1超晶格和多量子阱的一般描述超晶格多量子阱能带结构示意图多量子阱和超晶格的本质差别在于势垒的宽度:当势垒很宽时电子不能从一个量子阱隧穿到相邻的量子阱,即量子阱之间没有相互耦合,此为多量子阱的情况当势垒足够薄使得电子能从一个量子阱隧穿到相邻的量子阱,即量子阱相互耦合,原来在多量子阱中分立的能量E扩展成能带,此为超晶格的情况E△EEP'A多量子阱能带图超晶格能带图10.1超晶格和多量子阱的一般描述(1)组分调制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膜堆垛而成,则称为组分超晶格。在组分超晶格中,由于构成超晶格的材料具有不同的禁带宽度,在异质界面处将发生能带的不连续。物质2物质1三10.1超晶格和多量子阱的一般描述按异质结中两种材料导带和价带的对准情况,异质结分为两类:型异质结:窄带材料的禁带完全落在宽带材料的禁带中,△Ec和△Ev的符号相反。不论对电子还是空穴,窄带材料都是势阱,宽带材料都是势垒,即电子和空穴被约束在同一材料中。载流子复合发生在窄带材料一侧。Ga

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