什么是多維超晶格 晶格常數(shù)與晶面間距的關(guān)系
什么叫超晶格?化學(xué)上的superlattice是什么意思?和IBM提出的超晶格是同一個(gè)意思么?什么是超晶格結(jié)構(gòu)?超晶格和量子阱的有什么區(qū)別?什么是超晶格材料?多量子阱與超晶格的區(qū)別與聯(lián)系是什么?
本文導(dǎo)航
- 簡(jiǎn)述三種典型金屬晶格的定義
- 超晶格是超結(jié)構(gòu)嗎
- 常見的晶格的特征
- 晶格常數(shù)與晶面間距的關(guān)系
- 三種晶格的區(qū)別與聯(lián)系
- 超晶格的概念和特點(diǎn)
簡(jiǎn)述三種典型金屬晶格的定義
超晶格
1970年美國(guó)IBM實(shí)驗(yàn)室的江崎和朱兆祥提出了超晶格的概念.他們?cè)O(shè)想如果用兩種晶格匹配很好的半導(dǎo)體材料交替地生長(zhǎng)周期性結(jié)構(gòu),每層材料的厚度在100nm以下,如圖所示,則電子沿生長(zhǎng)方向的運(yùn)動(dòng)將會(huì)產(chǎn)生振蕩,可用于制造微波器件.他們的這個(gè)設(shè)想兩年以后在一種分子束外延設(shè)備上得以實(shí)現(xiàn).
可見,超晶格材料是兩種不同組元以幾個(gè)納米到幾十個(gè)納米的薄層交替生長(zhǎng)并保持嚴(yán)格周期性的多層膜,事實(shí)上就是特定形式的層狀精細(xì)復(fù)合材料。
光子晶體
即光子禁帶材料,從材料結(jié)構(gòu)上看,光子晶體是一類在光學(xué)尺度上具有周期性介電結(jié)構(gòu)的人工設(shè)計(jì)和制造的晶體。與半導(dǎo)體晶格對(duì)電子波函數(shù)的調(diào)制相類似,光子帶隙材料能夠調(diào)制具有相應(yīng)波長(zhǎng)的電磁波---當(dāng)電磁波在光子帶隙材料中傳播時(shí),由于存在布拉格散射而受到調(diào)制,電磁波能量形成能帶結(jié)構(gòu)。能帶與能帶之間出現(xiàn)帶隙,即光子帶隙。所具能量處在光子帶隙內(nèi)的光子,不能進(jìn)入該晶體。光子晶體和半導(dǎo)體在基本模型和研究思路上有許多相似之處,原則上人們可以通過設(shè)計(jì)和制造光子晶體及其器件,達(dá)到控制光子運(yùn)動(dòng)的目的。光子晶體(又稱光子禁帶材料)的出現(xiàn),使人們操縱和控制光子的夢(mèng)想成為可能。
超晶格是超結(jié)構(gòu)嗎
是的~
superlattice
n.
[冶][物]超點(diǎn)陣,超晶格
字典~~牛津 簡(jiǎn)明都是這個(gè)解釋
LZ可以去看看這個(gè)~http://csb.scichina.com/qikan/Cpaper/wenxian.asp?bsid=32594
常見的晶格的特征
1970年美國(guó)IBM實(shí)驗(yàn)室的江崎和朱兆祥提出了超晶格的概念.他們?cè)O(shè)想如果用兩種晶格匹配很好的半導(dǎo)體材料交替地生長(zhǎng)周期性結(jié)構(gòu),每層材料的厚度在100nm以下,則電子沿生長(zhǎng)方向的運(yùn)動(dòng)將會(huì)產(chǎn)生振蕩,可用于制造微波器件.他們的這個(gè)設(shè)想兩年以后在一種分子束外延設(shè)備上得以實(shí)現(xiàn).
可見,超晶格材料是兩種不同組元以幾個(gè)納米到幾十個(gè)納米的薄層交替生長(zhǎng)并保持嚴(yán)格周期性的多層膜,事實(shí)上就是特定形式的層狀精細(xì)復(fù)合材料。
光子晶體
即光子禁帶材料,從材料結(jié)構(gòu)上看,光子晶體是一類在光學(xué)尺度上具有周期性介電結(jié)構(gòu)的人工設(shè)計(jì)和制造的晶體。與半導(dǎo)體晶格對(duì)電子波函數(shù)的調(diào)制相類似,光子帶隙材料能夠調(diào)制具有相應(yīng)波長(zhǎng)的電磁波---當(dāng)電磁波在光子帶隙材料中傳播時(shí),由于存在布拉格散射而受到調(diào)制,電磁波能量形成能帶結(jié)構(gòu)。能帶與能帶之間出現(xiàn)帶隙,即光子帶隙。所具能量處在光子帶隙內(nèi)的光子,不能進(jìn)入該晶體。光子晶體和半導(dǎo)體在基本模型和研究思路上有許多相似之處,原則上人們可以通過設(shè)計(jì)和制造光子晶體及其器件,達(dá)到控制光子運(yùn)動(dòng)的目的。光子晶體(又稱光子禁帶材料)的出現(xiàn),使人們操縱和控制光子的夢(mèng)想成為可能。
晶格常數(shù)與晶面間距的關(guān)系
超晶格的阱與阱之間的波函數(shù)會(huì)有才重疊,而量子阱的阱與阱之間的波函數(shù)沒有重疊,就是超晶格的勢(shì)壘寬度比量子阱的勢(shì)壘寬度要窄一些。
三種晶格的區(qū)別與聯(lián)系
所謂超晶格,就是指由兩種不同的半導(dǎo)體薄層交替排列所組成的周期列陣。如鎵鋁砷/鎵砷、鍺—硅/硅等超晶格材料,是制備半導(dǎo)體光電子學(xué)、光子學(xué)材料和器件的重要技術(shù),研究的人員很多,各國(guó)投入的財(cái)力也很大。
利用超晶格多層結(jié)構(gòu)制備“彈道晶體管”和“高電子遷移率晶體管”是超晶格具體運(yùn)用的例證。人們?cè)囅氚褟椀谰w管設(shè)計(jì)成這樣:讓電子在垂直或平行于薄膜平面的方向上作彈道運(yùn)動(dòng),這樣制作出來的晶體管既快速又十分緊湊;把高電子遷移率晶體管設(shè)計(jì)成這樣:通過調(diào)整超晶格各層的成分和結(jié)構(gòu),使載流子從有缺陷層進(jìn)入晶格完美層,在此完美層中,遷移率大的電子高度集中,因而可提高器件的開關(guān)速度。
我國(guó)在這一領(lǐng)域的研究與國(guó)外相比,差距甚大。
超晶格的概念和特點(diǎn)
都是兩種或以上的半導(dǎo)體材料交替生長(zhǎng)出的周期性薄層的微結(jié)構(gòu)材料,
我的理解,不同的在于,
多量子阱由于量子限域效應(yīng),即當(dāng)其一維多量子阱薄層線度與電子的德布羅意波長(zhǎng)可比擬時(shí),電子態(tài)呈量子化,連續(xù)的能帶變?yōu)榉至⒌哪芗?jí),形成駐波形式的波函數(shù),且勢(shì)壘足夠厚,可近似認(rèn)為相鄰量子阱中的波函數(shù)無耦合.
而超晶格 勢(shì)壘層很薄,勢(shì)阱之間耦合強(qiáng)烈,人稱耦合多量子阱.此時(shí)多量子阱的各分立能級(jí)延展為能帶.
叫做超晶格,是因?yàn)槠渲芷诨泳€度遠(yuǎn)大于晶格常數(shù).但通常為幾nm、幾十nm,與電子平均自由程(德布羅意波長(zhǎng))可比擬
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