硕士学位论文 6计划新材料领域的研究课题。自上世纪90年代以来,在超晶格、量子阱的发展基础上,人们对于更低维(一维和零维)系统及小量子体系(纳米结构)的研究.又已经有了迅速和蓬勃的发展。一个方兴未艾的纳米科学技术领域已显现在人们眼前。超晶格的发展历史说明,对于这类低维、纳米结构不仅可以进行理论设计,而且需要进行理论设计。只有对结构中的量子特性作出理论预测,才能在实验研究的配合下,不断有新的现象发现.又不断有新的理论提出,同时也有基于新原理的新型量子器件产生。值得提到的是,1962年苏联学者在理论上讨论晶体受到强声波作用时,曾探讨过与超晶格类似的概念,也指出了将出现微带和负阻效应。超晶格设想的创立者之一、诺贝尔奖得主Esaki教授,于1997年在清华大学高等研究中心成立大会上讲演,他回顾自己的科学生涯,寄希望于后来者发挥科学上的创造潜力,谈到要“五个不”,这就是:不受过去经验约束;不过分被某权威支配;不抱住自己不需要的东西不放;不回避困难遭遇;不忘童年好奇心。1.2 介观器件的基本结构1969年半导体超晶格概念的提出以及随后的实现,无疑是半导体、凝聚态物理发展中一个重要的里程碑,从此开拓了半导体低维体系研究及其应用的广阔领域。从电子所受空间的束缚来看,我们可以把半导体低维结构与材料分为如下几种:准二维和二维结构——超晶格和量子阱,准一维和一维结构——量子线(量子波导管),零维结构——量子点。对低维系统电子结构的研究始于上个世纪七十年代初。首先是对半导体量子阱和超晶格的研究。随后在八十年代初,人类实现了准一维结构的量子线。1.2.1 超晶格和量子阱如果用半导体材料晶格常数的若干倍作周期,将两种不同的半导体材料A和B按不同的方式组合生长在一起,就可以构成半导体异质结、量子阱或超晶格等人造的新材料。如图1.5(1)所示,量子阱是按B-A-B结构生长成的材料,其中A材料的禁带较小,两
全文预览
