半导体超晶格和多量子阱

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。410.1 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:Ⅰ型异质结: 窄带材料的禁带完全落在宽带材料的禁带中,ΔEc和ΔEv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。GaAlAs/GaAs和InGaAsP/InP都属于这一种。510.1 超晶格和多量子阱的一般描述Ⅱ型异质结(ΔEc和ΔEv的符号相同),分两种:*ⅡA类超晶格:材料1的导带和价带都比材料2的低,禁带是错开的。材料1是电子的势阱,材料2是空穴的势阱。电子和空穴分别约束在两材料中,如GaAs/AlAs超晶格。610.1 超晶格和多量子阱的一般描述ⅡB类超晶格:禁带错开更大,窄带材料的导带底和价带顶都位于宽带材料的价带中,有金属化现象,如InAs/GaSb 超晶格。710.1 超晶格和多量子阱的一般描述(2)掺杂调制超晶格在同一种半导体中,用交替地改变掺杂类型的方法做成的新型人造周期性半导体结构的材料。810.2 超晶格的能带?10.2.1 GaAs-AlxGa1-xAs超晶格?10.2.2 InAs-GaSb超晶格?10.2.3 HgTe-CdTe超晶格?10.2.4 应变层超晶格?10.2.5 掺杂超晶格910.2.1 GaAs-AlxGa1-xAs超晶格对界面是突变异质结的GaAs-AlxGa1-xAs超晶格的导带和价带都是一系列的方形势阱。假设势垒和势阱的宽度相同,均为d。当势垒宽度d逐渐变小时,能级从高到低依次扩展成能带。这种情形和原子组成晶体的过程相似。10