Температурні зміни енергії електрона в наноплівках AlxGa1 – xAs / GaAs / AlxGa1 – xAs різної товщини та складу бар’єрного матеріалу

Abstract

У рамках моделі прямокутної квантової ями скінченної глибини розраховано температурні залежності енергії дна основної мінізони електрона в наноплівках AlxGa1 – xAs / GaAs / AlxGa1 – xAs різної товщини з різною концентрацією (x) бар’єрного матеріалу. Розрахунки виконані методом функцій Ґріна з використанням наближення ефективних мас для електронної системи та моделі діелектричного континууму – для фононної. Взято до уваги взаємодію з усіма гілками спектра оптичних фононів: обмежених у ямному матеріалі, напівобмежених – у бар’єрному та інтерфейсних. Показано, що зростання температури від 0 до 300 K може викликати збільшення величини довгохвильового зміщення дна основної мінізони електрона приблизно на 25-30 %, залежно від товщини наноплівки та концентрації x.

В рамках модели прямоугольной квантовой ямы конечной глубины рассчитаны температурные зависимости энергии дна основной минизоны электрона в наноплѐнках AlxGa1 – xAs / GaAs / AlxGa1 – xAs различной толщины с разной концентрацией (x) барьерного материала. Расчеты выполнены методом функций Грина с использованием приближения эффективных масс для электронной системы и модели диэлектрического континуума – для фононной. Учтено взаимодействие со всеми ветвями спектра оптических фононов: ограниченных в ямном материале, полуограниченных – в барьерном и интерфейсных. Показано, что возрастание температуры от 0 до 300 K может вызывать увеличение величины длинноволнового смещения дна основной минизоны электрона примерно на 25-30 %, в зависимости от толщины наноплѐнки и концентрации x.

Temperature dependences of the energy of electron ground state in AlxGa1 – xAs / GaAs / AlxGa1 – xAs nanofilms of different thickness and concentrations (x) of the barrier material were calculated. Calculations were performed by using the Green functions method, approximation of the effective masses for the electronic system and model of the dielectric continuum – for phonons. The interaction of all branches of the optical phonons: confined in the well material, semi-spaced – in barrier medium and interface has been taken into account. It is shown that the increase in the temperature from 0 to 300 K can cause the increase in the magnitude of long-wave shift of the electron energy about 25-30 % depending on the nanofilm thickness and concentration x.