半导体异质结构中准一维导线的基态电子结构

我们应用局域密度近似下的密度泛函理论于准一维电子气，以量化库仑和关联效应在调制并因而图样化电荷密度分布中的作用。我们的计算具体针对GaAs-AlGaAs异质结构中表面栅极定义的准一维量子线，但我们期望结果更普遍地适用于其他低维半导体系统。我们表明，在高密度强限制下，电子沿垂直于线方向的屏蔽是有效的，密度调制不可见。在低密度弱限制区域，随着电子从线中耗尽，交换关联势诱导出小的密度调制。在最弱限制和最低密度下，电子密度分裂成两行，从而形成位于表面栅极下方的一对量子线。在极低密度下形成额外的双阱外势，增强了这种行分裂现象。我们绘制了相图，显示了分裂栅结构中单量子线与双量子线之间的转变。我们建议该现象可用于低维结构中的电子密度图样化与调制，特别适用于表面栅极邻近效应有价值的体系。