Nanostructuri Cuantice

Putul cuantic, poate fi realizat prin formarea a trei straturi semiconductoare din doua materiale distincte avand energii interzise diferite , astfel incat materialul cu banda interzisa mai mica sa fie dispus intre doua straturi formate din celalalt material.

Cei mai importanti parametrii ai putului sunt: latimea (a) si adancimea (?b) a acestuia. Diagrama benzilor de energie corespunzand unei heterostructuri cu puturi cuantice multiple este data in figura 31.

Bariera de potential este data de ,,offset-ul" benzilor de conductie si de valenta. In cazul real al unei bariere finite, atunci cand este aplicat un camp electric pe directia perpendiculara pe straturile semiconductoare, purtatorii pot trece prin aceste bariere cu o anumita probabilitate. Acest lucru este important pentru modul in care urmeaza a fi construita o superretea.

Cand puturile cuantice sunt separate prin straturi ,,bariera" foarte subtiri, functiile de unda au tendinta sa se suprapuna, formand o ,,superretea". In superretele, apar minibenzi energetice permise, situate peste gropile cuantice. Tranzitia de la sisteme cu puturi cuantice la superretele este asemenea formarii unei retele (cristaline) din atomi, cand se formeaza benzi energetice din nivelele discrete permise ale fiecarui atom in parte. Superretelele sunt structuri constand din straturi semiconductoare alternative din materiale diferite, de exemplu AlAs si GaAs sau din acelasi material in care se definesc zone complementar dopate. Grosimea acestor straturi este de ordinul nm (1 10nm) adica ~10-100 plane atomice. Cele doua materiale au energii interzise de valoare diferita, lucru care conduce la aparitia unor discontinuitati in banda de valenta si de conductie. Electronii cu energii nu prea mari se vor gasi in ,,gropile cuantice" , iar daca inaltimea acestor gropi este mare vor apare nivele discrete de energie conform modelului unui electron intr-o groapa de potential.

Transportul sarcinilor prin structura poate fi conceput prin tunelare de la un nivel energetic la altul care apartine unei gropi adiacente. Prin aplicarea unui camp electric structurii, apare o inclinare a benzilor energetice.