КВА́НТОВАЯ Я́МА
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
КВА́НТОВАЯ Я́МА, квантовая система, в которой движение частиц в одном направлении ограничено потенциальной ямой. Если энергия частиц меньше энергии, необходимой для выхода из потенциальной ямы, то они оказываются запертыми в одном из направлений, что и приводит к квантованию энергии поперечного движения. В то же время в двух др. направлениях движение частиц будет свободным, и электронный газ в К. я. становится двумерным. При этом в плотности состояний имеются особенности (см. Гетероструктура). Характерная ширина К. я. определяется необходимой дискретностью спектра поперечного движения в потенциальной яме таким же образом, как размер квантовой точки.
В качестве К. я. используют полупроводниковые гетероструктуры (тонкий слой полупроводника с узкой запрещённой зоной помещают между двумя слоями полупроводника с более широкой запрещённой зоной), где роль ограничивающего потенциала для носителей заряда обычно играет переменная (своя в каждом слое) ширина запрещённой зоны. Выбор материалов для К. я. оказывается гораздо более широким, чем для объёмных гетероструктур, т. к. выращивание тонкого слоя на подложке не требует точного согласования параметров решётки. Для изготовления К. я. используется метод молекулярно-лучевой эпитаксии, который позволяет выращивать совершенные монокристаллич. слои толщиной всего в неск. периодов решётки.
Двумерная система носителей заряда, реализующаяся в К. я. при низких темп-рах, обладает рядом интересных свойств: наличием сильного поглощения в ИК-области, осцилляциями проводимости с изменением толщины слоя, квантовым эффектом Холла и др.
Контролируемое изменение параметров ограничивающего потенциала даёт возможность использовать К. я. для производства эффективных электронных (транзисторы, диоды) и оптоэлектронных (светодиоды, полупроводниковые лазеры, фотодетекторы) устройств с требуемыми параметрами. Лазеры на К. я. применяются в волоконно-оптич. линиях связи.