Kvant çuxuru, kvant naqili və kvant nöqtəsi

|
Kvant çuxuru, kvant naqili və kvant nöqtəsi
|
bet | 4/5 | Sana | 19.01.2024 | Hajmi | 0,7 Mb. | | #140900 |
Bog'liq movzu 7 (2)Kvant çuxuru, kvant naqili və kvant nöqtəsi
İstənilən materialın forması onun üç həndəsi ölçüsü ilə müəyyən olunur. Makroskopik cismin ölçüləri tədricən kiçildilməyə başlanılsa, onun xassələrində dəyişiklik müşahidə olunmur. Lakin ölçülər 100 nm-dən kiçik olduqda cismin xassələrində kəskin dəyişmələr baş verir. Bu üç həndəsi ölçünün müəyyən qayda ilə dəyişməsindən asılı olaraq, material kvant çuxuru, kvant teli (sapı) və kvant nöqtəsi adlanır. Əgər baxılan materialdan hazırlanmış nümunənin bir istiqamətdə ölçüsü nanometr diapazonunda, digər ölçüləri isə kifayət qədər böyük olarsa, belə material kvant çuxuru adlanır. Nümunənin iki istiqamətdə ölçüsü nanometr miqyasmda olub, üçüncü ölçüsü böyük qalarsa, onda həmin nümunə kvant teli (sapı) adlanır. Hər üç ölçüsü nanometr diapazonunda olan material isə kvant nöqtəsi adlanır. Şəkil 7.1-də bu təsnifatın düzbucaqlı və əyri- xətli həndəsədə sxematik təsviri verilmişdir.
Şəkildə 1 və 5 təsvirləri düzbucaqlı və əyrixətli həndəsədə nümunənin makroskopik formasına, 2, 6; 3, 7; və 4, 8 təsvirləri isə kvant çuxuru, kvant naqili və kvant nöqtəsinə uyğun gəlir.
Elektron-şüa litoqrafiyası ilə kvant nöqtəsinin formalaşması mərhələlərinin sxematik təsviri.
1 - altlıq üzərində kvant çuxurunun qoruyucu təbəqə ilə örtülməsi;
2 - nümunənin maska vasitəsilə şüalandırılması;
3 - şüalanmış həssas hissənin kimyəvi üsulla (aşılanmaqla) həll edildikdən sonra alınmış konfiqurasiyası;
4 - növbəti aşılanma üçün maskanın formalaşması;
5 - həssas qoruyucu lay kənar edildikdən sonra nümunənin vəziyyəti;
6 - kvant çuxurunun bir hissəsini aşıladıqdan sonra nümunənin vəziyyəti;
7 - maskam aradan götürdükdən sonra nanoquruluşlu kvant nöqtəsinin təsviri;
Alınmış kvant nanostrukturlu materialların parametrlərinə ölçülər kəskin təsir göstərir. Bu təsir ölçü effekti adlanır. Onu AIIIBV birləşmələri tipli yarımke-çiricilərdən biri olan GaAs-ın timsalmda nəzərdən keçirək. GaAs yarımkeçirici birləşməsinin kristal qəfəsinin parametrinin a = 0,565 nm olduğunu nəzərə alsaq, elementar qəfəsin həcmi Vo = a3 = (0,565 nm)3 = 0,180 nm3 olar. Nanometrlik kubik qəfəsdəki atomların sayı 22-yə bərabər olduğu halda, tərəfi 10 nm-ə bərabər olan kvant nöqtə 5,56 • 1023 elementar qəfəsdən ibarətdir. Əgər verilmiş kvant nanostruktur n sayda laydan ibarətdirsə, o, n3 sayda özəkdən təşkil olunar. Layların sayı (n) məlum olarsa, səthdəki atomların sayı (Ns), atomların tam sayı (Nt) və kubun d tərəfi uyğun olaraq:
Kvant nanomateriarı əsasmda işləyən lazerlər diskret spektral səviyyələrin olmasına əsaslanır. Şəkil 6.3-də n - GaAs əsasmda hazırlanmış kvant nöqtəsi lazerinin quruluşu təsvir olunmuşdur. Metal lövhə onun altmda yerləşən GaAs layı ilə təmasda olur və elektrod rolunu oynayır. Bu elektrodla aşağı altlıq arasında qalınlığı 2 mkm olan bir cüt Alo,85 Ga0,l5 As lövhə, onların arasında isə şüalanmam xaricə yönəltmək üçün A0,05Ga0,95As -dan 190 nm qalınlıqlı dalğa kanalı (dalğaötürən) yerləşdirilir. Dalğaötürənin mərkəzində qalınlığı 30 nm olan GaAs layı və həmin İn0,5Ga0,5As əsasmda hazırlanmış 12 monolaydan ibarət kvant nöqtəsi yerləşir. Lazer şüalanmasının dalğa uzunluğu spektrin yaxm infraqır- mızı oblastmda yerləşib, 1,32 mkm -ə bərabərdir.
Birelektronlu tranzistor bir elektronu idarə etməklə elektrik dövrəsini açıb-bağlayan dəyişdirici qurğu rolunu oynayır. Mövcud tranzistorlarda yüz minlərlə elektronun seli idarə olunduğundan, onlar bir elektronlu tranzistorlara nisbətən dəfələrlə çox enerji sərf edir.
Bir elektronlu tranzistor iki metal lövhənin arasında yerləşdirilmiş çox nazik (nanometr tərtibli qalınlığa malik) tədricedici laydan ibarətdir. Elektron bir elektroddan digərinə bu tədricedici laya tunel etmək yolu ilə keçə bilir. Bir elek-tronlu tranzistorun işçi volt-amper xarakteristikası (a) və sxemi (b) şək 6.4-də təsvir edildiyi kimidir.
|
| |