ENHANCEMENT OF ELECTRON SATURATED DRIFT VELOCITY IN A QUANTUM WELL BY CONFINEMENT OF POLAR OPTICAL PHONONS
J. Požela, K. Požela, and V. Jucienė
Semiconductor Physics Institute, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania
E-mail: pozela@pfi.lt

Received 23 November 2005

It is shown that the confined polar optical phonon momentum quantization allows for a strong increase of the electron saturated drift velocity in a narrow quantum well.

ELEKTRONŲ SOTIES DREIFINIO GREIČIO PADIDĖJIMAS KVANTINĖJE DUOBĖJE DĖL POLINIŲ OPTINIŲ FONONŲ SUSPRAUDIMO
J. Požela, K. Požela, V. Jucienė
Puslaidininkių fizikos institutas, Vilnius, Lietuva

Parodyta, kad suspraustų polinių optinių fononų impulso kvantavimas sąlygoja žymų elektronų soties dreifo greičio kvantinėje duobėje padidėjimą, palyginus su tuo greičiu tūriniame puslaidininkyje.
Įprastuose puslaidininkiuose elektronų dreifo greičio didėjimą stipriuose elektriniuose laukuose apriboja netampri elektronų sklaida optiniais fononais: įgytą elektriniame lauke dreifo greitį elektronas praranda emituodamas optinį fononą. Todėl maksimaliai galimas dreifo greitis gali būti aprašytas taip: $v_{\mathrm{sat}} \approx \sqrt{\,\hbar \omega_0 / m}$. Fononų suspraudimas kvantinėje duobėje padidina elektronų soties dreifinį greitį kvantinėje duobėje:
$v_{\mathrm{sat}}(\mathrm{QW}) = \frac{\vert G_z(q_z=0) \vert^2}{\vert G_z \vert^2} \bigg( 1 + \frac{(\Delta p^*_z)^2}{2 m \,\hbar \omega_0} \bigg) v_{\mathrm{sat}}(\mathrm{QW,bulk})$,
čia $\Delta p^*_z$ – minimalus kvantuotas fonono impulsas, statmenas kvantinės duobės plokštumai, kuris yra sąlygotas PO fonono lokalizacijos koordinačių erdvėje dydžio $\Delta z^*$. Kaip seka iš Heizenbergo nelygybės, $\Delta p^*_z = \,\hbar / (2\,\Delta z^*)$, kur $\Delta z^* = \sqrt{\overline{(\Delta z)^2}}$.
Būtent $\Delta p^*_z$ didėjimas siauroje kvantinėje duobėje yra atsakingas už didelį elektrono soties dreifo greičio augimą.
Taigi, yra paaiškintas elektronų dreifo greičio soties reikšmės padidėjimas dešimteriopai, stebimas eksperimentiškai AlGaAs / GaAs / InAs / GaAs / InAs įvairialyčiame darinyje.