现代 GaAs/AlGaAs 异质结构的迁移率与量子迁移率

在具有创纪录高迁移率的现代 GaAs/Al$_x$Ga$_{1-x}$As 异质结构中，量子阱内的二维电子气（2DEG）由位于阱两侧的两个远程施主 $\delta$ 层提供。每个 $\delta$ 层位于窄 GaAs 阱内，其两侧为窄 AlAs 层，后者俘获来自施主的过剩电子。我们表明，每个过剩电子都与最近的施主局域在一个紧凑的偶极原子中。尽管如此，过剩电子仍对远程施主与背景杂质起屏蔽作用。当被过剩电子填充的远程施主比例 $f$ 较小时，远程施主限制的量子迁移率按 $f^{3}$ 增长，并在特征值 $f_c$ 处超过背景杂质限制者。我们还计算了由浓度为 Al$_x$Ga$_{1-x}$As 中 $N_1$ 与 GaAs 中 $N_2$ 的屏蔽背景杂质所限制的迁移率与量子迁移率，从而可根据实测迁移率估算 $N_1$ 与 $N_2$。综合来看，我们的发现应有助于指明现代异质结构进一步改进的途经。