квантовая яма

квантовая яма
Термин
квантовая яма
Термин на английском
quantum well
Синонимы
Аббревиатуры
Связанные термины
гетероструктура полупроводниковая, квантовая проволока, квантовая точка, эпитаксия молекулярно-лучевая, метод
Определение

тонкий плоский слой полупроводникового материала (обычно толщиной 1-10 нм) внутри которого потенциальная энергия электрона ниже чем за его пределами, таким образом, движение электрона ограничено двумя измерениями. Движение в направлении перпендикулярном плоскости квантовой ямы квантуется, и его энергия может принимать лишь некоторые дискретные значения.

Описание

Простейшая квантовая структура, в которой движение электрона ограничено в одном направлении, – это тонкая пленка или просто достаточно тонкий слой полупроводника. Именно на тонких пленках полуметалла висмута и полупроводника InSb впервые наблюдались эффекты размерного квантования. Сейчас квантовые структуры изготавливают иначе. Для этого используются так называемые гетероструктуры, которые получаются при создании контактов полупроводников с различной шириной запрещенной зоны. Тонкий слой полупроводника с узкой запрещенной зоной помещается между двумя слоями материала с более широкой запрещенной зоной. В результате электрон оказывается запертым в одном направлении, в то же время в двух других направлениях движение электрона будет свободным.

Для изготовления подобных структур разработано несколько совершенных технологических процессов, однако наилучшие результаты в приготовлении квантовых гетероструктур достигнуты с помощью метода молекулярно-лучевой эпитаксии. Гетероструктуры можно выращивать из различных материалов, однако наиболее удачной парой для выращивания квантовых ям являются арсенид галлия GaAs и твердый раствор AlxGa1-xAs (x = 0.15 - 0.35).

В настоящее время квантовые ямы успешно используются для создания лазеров.

В 2000 году академик Ж.И. Алферов получил Нобелевскую премию за развитие полупроводниковых гетероструктур для высокоскоростной оптоэлектроники.

Авторы
  • Зайцев Дмитрий Дмитриевич, к.х.н.
  • Саранин Александр Александрович, д.ф.-м.н.
Ссылки
  1. Демиховский В.Я. Квантовые ямы, нити, точки. Что это такое? // Соросовский образовательный журнал - № 5, 1997 - С. 80-86.
Иллюстрации
Рис. 2. Структура квантовой ямы.

Рис. 2. Структура квантовой ямы.
Рис. 1. Схематическое изображение квантовой ямы. 

Рис. 1. Схематическое изображение квантовой ямы. 

Квантовая яма может быть рассмотрена как одномерная потенциальная яма для квантовой частицы, в которой движение частицы ограничено двумя измерениями. Характерной особенностью движения квантовой частицы в квантовой яме является то, что набор возможных (разрешенных) значений её энергии дискретен. Это проявляется в случае, если размер ямы a достаточно мал и соизмерим с длиной волны де-Бройля квантовой частицы. 
По оси ординат отложена энергия квантовой частицы, по оси абсцисс - ее координата; ширина квантовой ямы - a; E1...En - набор дискретных значений энергии квантовой частицы.

Теги
Разделы
Полупроводниковые наногетероструктуры (квантовые точки и квантовые проволоки на основе двумерного электронного газа)
Твердотельные гибридные и гетероструктуры на основе полупроводников, металлов и магнетиков
Нанокристаллы и наночастицы (в том числе квантовые точки)

Энциклопедический словарь нанотехнологий. — Роснано. 2010.

Игры ⚽ Поможем написать реферат

Полезное


Смотреть что такое "квантовая яма" в других словарях:

  • Квантовая яма — Квантовая яма  это потенциальная яма, которая ограничивает подвижность частиц с трех до двух измерений, тем самым заставляя их двигаться в плоском слое. Квантово размерные эффекты проявляют себя, когда длина ямы становится сравнима с длиной… …   Википедия

  • Яма — Яма  вырытое или образовавшееся углубление в земле. Содержание 1 Физика 2 Религия 3 Топонимы 4 Искусство …   Википедия

  • Треугольная квантовая яма — Треугольная потенциальная яма это один из наиболее простых потенциалов в квантовой механике допускающих точное решение задачи о движении заряда в электрическом поле. Основная её особенность состоит в том, что она возникает вследствие тривиального …   Википедия

  • квантовая точка — Термин квантовая точка Термин на английском quantum dot Синонимы nano dot Аббревиатуры КТ, QD, ND Связанные термины биосовместимые покрытия, квантовая проволока, квантовая яма, нанокристалл, нанофармакология Определение частица полупроводникового …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • квантовая проволока — Термин квантовая проволока Термин на английском quantum wire Синонимы Аббревиатуры Связанные термины гетероструктура полупроводниковая, квантовая точка, квантовая яма, литография Определение Полупроводниковый материал нитеобразной формы, в… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА — (волновая механика), теория, устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц (элем. ч ц, атомов, молекул, ат. ядер) и их систем (напр., кристаллов), а также связь величин, характеризующих ч цы и системы, с физ. величинами,… …   Физическая энциклопедия

  • Квантовая механика —         волновая механика, теория устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц (элементарных частиц, атомов, молекул, атомных ядер) и их систем (например, кристаллов) а также связь величин, характеризующих частицы и системы, с… …   Большая советская энциклопедия

  • квантовая потенциальная яма — kvantinė potencialo duobė statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. quantum well vok. Quantenmulde, f rus. квантовая потенциальная яма, f pranc. puits de potentiel quantique, m …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • Гамильтониан (квантовая механика) — Эта статья  об операторе Гамильтона в квантовой механике. О функции Гамильтона в классической механике см. Функция Гамильтона.   …   Википедия

  • Потенциальная яма —         в физике, ограниченная область пространства, в которой Потенциальная энергия частицы меньше, чем вне её. Термин «П. я.» происходит от вида графика, изображающего зависимость потенциальной энергии V частицы, находящейся в силовом поле, от… …   Большая советская энциклопедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
… Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»