最新半导体材料第10讲-超晶格幻灯片.ppt

GaAs和和AlAs交替叠合而成的半导体超晶格交替叠合而成的半导体超晶格EgzEv1 Ev2 Ec2 Ec1图2由于两种材料的禁带宽度由于两种材料的禁带宽度不同而引起的沿薄层交替生长不同而引起的沿薄层交替生长方向（方向（z方向）的附加周期势分方向）的附加周期势分布中的势阱称为布中的势阱称为量子阱量子阱。量子阱中电子与块状晶体量子阱中电子与块状晶体中电子具有完全不同的性质，中电子具有完全不同的性质，即表现出量子尺寸效应，量子即表现出量子尺寸效应，量子阱阱壁能起到有效的限制作用，阱阱壁能起到有效的限制作用，使阱中的载流子失去了垂直于使阱中的载流子失去了垂直于阱壁方向（阱壁方向（z方向）的自由度，方向）的自由度，只在平行于阱壁平面（只在平行于阱壁平面（xy面）面）内有两个自由度，故常称此量内有两个自由度，故常称此量子系统为子系统为二维电子气二维电子气。 22112222211221/11hGhGhfGahGhGhfGaa 式中，式中，ai，Gi，hi分别为原材料的晶格常数、刚性系数、薄层厚度；分别为原材料的晶格常数、刚性系数、薄层厚度；f为晶为晶格失配度，由格失配度，由f值的正、负可知应变超晶格属于压缩应变和伸张应变超晶格。值的正、负可知应变超晶格属于压缩应变和伸张应变超晶格。例如，对例如，对InxGa1-xAsInP来说，这两种材料间有一个晶格匹配点，来说，这两种材料间有一个晶格匹配点，x=0.53。当当z0.53时时f0产生压缩应变；产生压缩应变；x0.53时时f0为伸张应变，所以，利用为伸张应变，所以，利用InxGa1-xAsInP体系，可以生长伸张应变、压缩应变和补偿应变超晶格。体系，可以生长伸张应变、压缩应变和补偿应变超晶格。