محاسبه پتانسیل آلیاژی در چاه کوانتمی algaas با رهیافت ترابردی گاز الکترونی دو بعدی
چکیده
با پیشرفت¬های چند دهه اخیر تکنولوژی خلا امکان ایجاد محیط¬هایی با فشار کمتر از ? 10?^(-11) torrفراهم شده است. در چنین شرایطی رشد لایه¬های نانومتری کیفیت نیمرسانا با چگالی ناخالصی زمینه کمتر از ?10?^14 atom?(cm^3 ) میسر شده است و متعاقب آن ساختارهای چند لایه¬ای نا¬متجانس نیمرسانا به کمک روش¬های پیشرفته¬ای مانند رونشانی پرتو مولکولی (mbe) رشد یافته¬اند. ساختارهای algaas/gaas/algaas به دلیل اینکه در نوار رسانش آن در لایه gaas یک چاه کوانتومی وجود دارد از جنبه فیزیک و تکنولوژی ابزارهای نیمرسانا بسیار مهم می¬باشد. چنانچه بخشی از یک لایه سدی algaas با ناخالصی دهنده si آلاییده شود. الکترون¬های حاصل از ناخالصی¬های یونیده به ترازهای کم انرژی درون چاه کوانتومی gaas انتقال یافته و در آنجا یک گاز الکترونی شبه دوبعدی (2deg) تشکیل می¬شود. از آنجا که این گاز در فاصله¬ای از ناخالصی¬های یونیده قرار دارد لذا برهم کنش کولنی ضعیف بوده و گاز الکترونی از تحرک پذیری بالایی برخوردار است. به علاوه با سرد کردن نمونه ( تا دمای هلیوم مایع) و کاهش پراکندگی فونونی، تحرک پذیری گاز الکترونی بمراتب افزایش می¬یابد و به مقدار بیشینه خود می¬رسد. بنابراین، فرآیندهای پراکندگی دیگری از جمله پراکندگی آلیاژی باعث محدودیت تحرک پذیری گاز الکترونی می¬شود. علیرغم اینکه لایه gaas در ساختار algaas/gaas آلاییده است، اما رونشا¬¬نی عمدی اتمهای al هنگام رشد کانال gaas باعث آلیاژی شدن لایه کانال گردیده و پراکندگی آلیاژی را در اینگونه ساختارها نیز قابل ملاحظه است. در این پایان نامه تاثیر پراکندگی کولنی، ناخالصی¬های یونیده دور، ناخالصی¬های باردار زمینه و پراکندگی آلیاژی بر تحرک پذیری گاز الکترونی دو بعدی در ساختارهای دورآلاییده algaas/gaas به طور نظری محاسبه شده¬اند. و با برازش نظری نتایج تجربی ترابرد الکتریکی 2deg بر حسب دانسیته آن در ساختارهای نرمال و معکوس و چاه آلیاژی و با احتساب نفوذ تابع موج به لایه سدی به محاسبه پتانسیل آلیاژی al در چاه کوانتومی algaas می¬پردازیم.