SATURATED ELECTRON DRIFT VELOCITY AT HIGH ELECTRIC FIELDS IN AlGaAs/GaAs/AlGaAs HETEROSTRUCTURES
J. Požela, K. Požela, A. Sužiedėlis, V. Jucienė, and Č. Paškevič
Semiconductor Physics Institute, Center for Physical Sciences and Technology, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania
E-mail: pozela@pfi.lt

Received 16 November 2010; accepted 15 December 2010

The experimental field dependences of electron drift velocity in the Al_0.3Ga_0.7As/GaAs quantum well (QW) have no negative slope region and saturate at electric fields in the range of 5–10 kV/cm. The saturated drift velocity in the narrow (10 nm) QW is lower and in the wide (30 nm) QW is larger than the saturated drift velocity in bulk GaAs. The enhancement of the saturated drift velocity is explained by the decrease in the equivalent intervalley and polar optical phonon scattering rates of electrons in upper valleys of a GaAs conduction band with the increase of a QW width. The calculation of these electron scattering rates shows that in AlGaAs/GaAs QW with a width larger than 10 nm, the total confined electron–phonon scattering rate is lower compared with the electron–phonon scattering rate in bulk GaAs. Correspondingly, the electron drift velocity in AlGaAs/GaAs QW is larger than in bulk GaAs at electric fields higher than 10 kV/cm.

Keywords: electron drift velocity, electron–phonon scattering, AlGaAs/GaAs heterostructures

SOTIES ELEKTRONŲ DREIFO GREITIS STIPRIUOSE ELEKTRINIUOSE LAUKUOSE ĮVAIRIALYČIUOSE AlGaAs/GaAs/AlGaAs DARINIUOSE
J. Požela, K. Požela, A. Sužiedėlis, V. Jucienė, and Č. Paškevič
Fizinių ir technologijos mokslų centro Puslaidininkių fizikos institutas, Vilnius, Lietuva

Eksperimentiškai tirtos elektronų dreifo greičio priklausomybės nuo elektrinio lauko stiprio Al_0,3Ga_0,7As/GaAs kvantinėse duobėse. Parodyta, kad šios priklausomybės neturi neigiamo polinkio srities laukuose nuo 5 iki 10 kV/cm. Soties dreifo greitis siaurose kvantinėse duobėse (10 nm) yra mažesnis, o platesnėse (30 nm) – didesnis už soties dreifo greitį tūriniame GaAs. Soties dreifo greičio padidėjimas yra aiškinamas elektronų, esančių aukštesniuose GaAs laidumo juostos X ir L slėniuose, sklaidos tarpjuostiniais ir poliniais optiniais fononais silpnėjimu, kai kvantinės duobės plotis didėja. Atlikti šių sklaidų spartų skaičiavimai parodė, kad suminė elektronų sklaidos optiniais fononais sparta platesnėse už 10 nm AlGaAs/GaAs kvantinėse duobėse yra mažesnė negu elektronų sklaidos optiniais fononais sparta tūriniame GaAs. Atitinkamai, elektronų dreifo greitis AlGaAs/GaAs kvantinėse duobėse yra didesnis negu šis greitis tūriniame GaAs stipresniuose negu 10 kV/cm elektriniuose laukuose.