Ибрагимов Г.Б., Абасзаде Р.Г.
Национальная
Академия Наук Азербайджана
пр. Г. Джавида,
33, Баку, Азербайджан, Az 1143
Поглощение
света свободными носителями низкоразмерными полупроводниковыми системами на
основе А3Б5
Оптические электронные переходы в различных
квантовых наноструктурах в настоящее время интенсивно изучаются. Когда энергия
квантов меньше расстояния между подзонами размерного квантования, такое
излучение может поглощаться только за счет внутризонных и, следовательно,
непрямых переходов. Если электромагнитная волна падает нормально поверхности
размерно–ограниченной системы, то внутризонное поглощение света возможно, когда
в процессе поглощения участвует «третье тело», изменяющее квазиимпульс
носителя. Таким образом, для одновременного выполнения законов сохранения
энергии и импульса в таких переходах электрон, поглотивший фотон, должен рассеяться
на какой-то третьей частице. Поглощение света свободными носителями позволяет понять
механизмы рассеяния носителей заряда.
Теория поглощения света свободными носителями в полупроводниковых
квантовых яма изучалась при рассеянии на акустических (1) и оптических фононах (2),
ограниченных фононах (3), пьезоэлектрическими
колебаниями (4), ионизированными
примесями (5), шероховатостью
поверхности (6), сплавном беспорядке
(7, 8) и при электрон – электронном
рассеянии (9).
В данной работе показана возможность
резонансного взаимодействия ультразвука с электронами квантовой проволоки с
параболическими ямами. В сильном звуковом поле вычислена вероятность перехода электронов
между соседними подзонами. Было получено, что, если при 
электрон находился в 
подзоне, то
вероятность его перехода в подзону с 
осциллирует с
течением времени по закону
, 
где 
, 
.
Здесь
, 
, 
- полином Лагерра.
Таким образом, 
- периодическая
функция времени, меняющаяся в переделах от нуля до 
с частотой 
. это означает, что в
сильном звуковом поле электрон совершает переходы между соседними подзонами с
частотой 
.
Используя модельные волновые функции,
поперечные части которых выражаются Бесселевой функцией, получены аналитические
выражения для времени релаксации электронов при рассеянии на сплавном беспорядке
в цилиндрических квантовых ямах. Предполагалось, что движение электронов
ограничено цилиндрической проволокой радиусом, 
и они свободно двигаются вдоль оси проволоки,
которая имеет длину 
. В приближении
эффективной массы волновая функция электрона в квантовой проволоке определяется
выражением (10)
где
, 
, 
,
здесь 
есть 
, 
, 
, 
- азимутальный угол, 
- волновой вектор
электрона в направлении 
, который выбран вдол проволоки 
- функции Бесселя первого рода 
- го порядка. Время
релаксации электронов для упругого рассеяния определялось как
здесь 
и 
представляют
начальные и конечные состояния, 
- угол между волновыми
векторами 
и 
, характеризующими движение электронов до и после рассеяния.
Получено, что подвижность в одномерных
системах больше, чем двумерных. Показано, что подвижность ограниченного
сплавного рассеяния увеличивается с увеличением радиуса проволоки и
температуры. Следует отметить, что в работе (11) показано, что в проволоке прямоугольного сечения
возрастания и спады подвижности электронов в зависимости от поперечных сечений
квантовой проволоки обусловлены межподзонным рассеянием.
Литература :
1. H.N.Spector, Phys.Rev.,
B28 (1983) 971.
2. H. Adamska and
H.N.Spector, J.Appl.Phys., 26 (1984) 1123.
3. J.S.Bhat,
S.S.Kubakaddi and B.G.Mulimani, J.Appl.Phys., 72 (1992) 4966.
4. C.C.Wu and C.J.Lin,
J.Phys.: Condens.Mat., 6 (1994) 10147.
5. F.M.Gashimzade and
E.V.Tahirov, Phys.Stat.Sol(b), 160 (1990) K177.
6. I.Vurgaftman and
J.R.Meyer, Phys.Rev., B60, (1990) 141294.
7. G.B.Ibragimov
J.Phys.: Con.Mat., 14 (2002) 4977.
8. G.B.Ibragimov
Phys.Stat.Sol., 231 (2002) 589.
9. Г.Г.Зегря, В.Е.Перлин, ФТП, 32 (1998) 466.
10. G.B.Ibragimov, Phys.Stat.Sol., 236(2003) 112.
11. Г.Б.Ибрагимов,
Известия НАН Азербайджана, 22 N5 (2002) 3