调制掺杂 GaAs/AlGaAs 径向异质结中的电子气与空穴气
介观与纳米尺度物理
2016-04-29 v1
摘要
我们执行了包含交换与关联修正的自洽 Schr"odinger-Poisson 计算，以确定在 n 型/p 型调制掺杂 GaAs/AlGaAs 核多壳纳米线 (CSNW) 中形成的径向异质结内的电子/空穴气。真实的组分和几何结构被映射到符合对称性的二维网格上，并假设表面处费米能级钉扎在禁带中央以获得反型/积累层。我们表明，作为掺杂水平的函数，电子气和空穴气可以被调节至核内不同的局域化和对称性。与平面异质结相反，导带电子并不形成局域于 GaAs/AlGaAs 界面的均匀二维电子气 (2DEG)，而是表现出从 i) GaAs 核深处的各向同性圆柱分布（低掺杂），到 ii) 界面边缘的六个隧道耦合准一维通道（高掺杂）的转变。另一方面，空穴更强烈地局域于 GaAs/AlGaAs 界面，并形成 i) GaAs/AlGaAs 界面处的六个分离平面 2DEG（低掺杂），ii) 准均匀的六重弯曲 2DEG（中等掺杂），或 iii) 界面边缘的六个隧道耦合准一维通道（高掺杂）。我们还模拟了基于 CSNW 的场效应晶体管中的电子/空穴气。背栅产生的电场可能轻易使电子或空穴气变形，打破六重对称性。研究表明，作为电压强度、极性和载流子类型的函数，会形成位于单一界面的 2DEG 或多个准一维通道。
引用
@article{arxiv.1109.6616,
title = {Electron and hole gas in modulation doped GaAs/AlGaAs radial heterojunctions},
author = {Andrea Bertoni and Miquel Royo and Farah Mahawish and Guido Goldoni},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.6616},
year = {2016}
}
备注
22 pages, revtex4 preprint format, submitted