Аналітичний розрахунок спектра частот і групових швидкостей акустичних фононів у квазідвовимірних наноструктурах

Автори Ю.В. Луцюк, В.М. Крамар
Приналежність

Чернівецький національний університет, вул. Коцюбинського, 2, 54012 Чернівці, Україна

Е-mail v.kramar@chnu.edu.ua
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 5
Дати Одержано 23 березня 2020; у відредагованій формі 15 жовтня 2020; опубліковано online 25 жовтня 2020
Посилання Ю.В. Луцюк, В.М. Крамар, Ж. нано- електрон. фіз. 12 №5, 05033 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(5).05033
PACS Number(s) 63.22.Dc
Ключові слова Наноструктура (15) , Наноплівка (4) , Акустичні фонони (3) , Частотний спектр (2) , Групова швидкість (2) .
Анотація

Розглядаються низьковимірні напівпровідникові кристалічні структури, які через унікальність своїх фізичних властивостей належать до привабливих матеріалів для створення новітніх пристроїв наноелектроніки. Тип (квантова яма, квантова нить чи квантова точка) та розміри обмеження руху квазічастинок у наноструктурі є визначальними факторами при формуванні її механічних, кінетичних, оптичних та електронних властивостей, а отже й її основних фізичних параметрів. Велику роль тут відіграють також процеси взаємодії квазічастинок, зокрема, електрон-фононної взаємодії. Перенормування енергетичних спектрів електронів і фононів у наноструктурі зумовлює особливості перебігу в них процесів, що контролюються електрон-фононною взаємодією. Для розуміння цих особливостей необхідно досліджувати закономірності трансформації енергетичних спектрів обох систем квазічастинок у наноструктурах різного типу та розмірів, а також механізмів їх взаємодії. Це вимагає знання аналітичного вигляду залежності енергії електрона і частот фононів усіх можливих типів у конкретній наноструктурі. У даній роботі висвітлений спосіб встановлення явного вигляду законів дисперсії частот усіх гілок спектра обмежених акустичних фононів у плоских квазідвовимірних наноструктурах з гексагональною кристалічною ґраткою. У рамках моделі діелектричного континууму виведені формули, що описують залежність частоти від хвильового вектора фонона та, на цій основі, його групової швидкості. Конкретні розрахунки виконані на прикладі наноплівки GaN вюртцитної структури.

Перелік посилань