Introduction to the Experiment of Semiconductor QCE Measurement by Admittance Spectroscopy by Zhu hai 由程,量子限制效应岀现,这种势阱就是量子阱。最简单的情况是在 Si衬底上外延生长几纳米厚的SiGe层,然后再在顶部外延生长一层 Si层,形成上页图示的Si/SiGe/Si量子阱结构。由于在SiGe层, 价带的偏移远大于导带的偏移,故Si/SiGe/Si主要是空穴量子阱 这里说明两点:1)采用SiGe层作为量子阱是为了与Si衬底晶格尽 量匹配,以保证外延生长的薄膜质量高、缺陷低;2)能带偏移的大 小决定于材料的种类、合金的组分以及应变分布情况。如果在Si衬 底上周期性生长SiGe和Si薄膜,就可以得到多量子阱结构。下左为 GaAs/ AlGaas多量子阱结构示意图。由于此势阱非理想无限深势阱, 解一维薛定谔方程可以知道载流子处于散射态,势阱外有贯穿的波函 数。如下右图,势阱的间距影响各势阱贯穿波函数重叠、耦合的情况。 如果势阱的间距较大,各势阱没有耦合,可以看作一些量子限制效应 明显的单阱依次排列;如果势阱的间距很小,波函数严重重叠,各势 阱相互耦合,此时材料的量子限制效应减弱。在这种情况下,载流子 能相对自由的穿过各势阱的壁,各势阱的能级形成能带,这就是所谓 的超晶格。 TE目 能带示意 3/20Introduction to the Experiment of Semiconductor QCE Measurement by Admittance Spectroscopy by ZHU Hai 3 / 20 由程，量子限制效应出现，这种势阱就是量子阱。最简单的情况是在 Si 衬底上外延生长几纳米厚的 SiGe 层，然后再在顶部外延生长一层 Si 层，形成上页图示的 Si/SiGe/Si 量子阱结构。由于在 SiGe 层， 价带的偏移远大于导带的偏移，故 Si/SiGe/Si 主要是空穴量子阱。 这里说明两点：1）采用 SiGe 层作为量子阱是为了与 Si 衬底晶格尽 量匹配，以保证外延生长的薄膜质量高、缺陷低；2）能带偏移的大 小决定于材料的种类、合金的组分以及应变分布情况。如果在 Si 衬 底上周期性生长 SiGe 和 Si 薄膜，就可以得到多量子阱结构。下左为 GaAs/AlGaAs 多量子阱结构示意图。由于此势阱非理想无限深势阱， 解一维薛定谔方程可以知道载流子处于散射态，势阱外有贯穿的波函 数。如下右图，势阱的间距影响各势阱贯穿波函数重叠、耦合的情况。 如果势阱的间距较大，各势阱没有耦合，可以看作一些量子限制效应 明显的单阱依次排列；如果势阱的间距很小，波函数严重重叠，各势 阱相互耦合，此时材料的量子限制效应减弱。在这种情况下，载流子 能相对自由的穿过各势阱的壁，各势阱的能级形成能带，这就是所谓 的超晶格。 AlG a A s AlG a A s AlG a A s AlG a A s G a A s G a A s G a A s … … … … 能带示意 Ev Ec 多量子阱样品结构 量 子 阱 耦 合 增 强