超晶格

✍ dations ◷ 2025-04-03 12:56:57 #凝聚体物理学,自旋电子学

超晶格(英语:superlattice)是两种或多种材料构成的周期性交替层结构。通常每一层的厚度在几个纳米的数量级。20世纪初,人们通过X射线衍射发现了超晶格的现象。

超晶格结构中,当两种薄层材料的厚度和周期长度小于电子平均自由程时,整个电子系统进入量子领域,产生量子尺寸效应。此时,夹在两个垒层间的阱就是量子阱(英语:quantum well)。

1970年美国IBM实验室的江崎玲于奈(1973年诺贝尔物理学奖得主)和朱兆祥提出了超晶格的概念。他们设想如果用两种晶格匹配很好的半导体材料交替地生长周期性结构,每层材料的厚度在100nm以下,则电子沿生长方向的运动将会产生振荡,可用于制造微波器件。两年以后,此设想在一种分子束外延设备上得以实现。超晶格材料是两种不同组元以几个纳米到几十个纳米的薄层交替生长并保持严格周期性的多层膜,事实上就是特定形式的层状精细复合材料。

超晶格又分以下几种

1.组分超晶格:如果超晶格材料的一个重复单元是由两种不同材料的薄层构成,则叫做组分超晶格。

2.掺杂超晶格:在同一种半导体中,用交替地改变掺杂类型的方法获得的新型人造周期性结构的半导体材料。

掺杂超晶格的优点:任何一种半导体材料只要很好控制掺杂类型都可以做成超晶格;多层结构的完整性非常好,由于掺杂量一般比较小,杂质引起的晶格畸变也较小,掺杂超晶格中没有像组分超晶格那样明显的异质界面;掺杂超晶格的有效能量隙可以具有从零到位调制的基体材料能量隙之间的任何值,取决于各分层厚度和掺杂浓度的选择。

3.多维超晶格:在多个维度上有两种或多种材料构成周期性交替结构的超晶格称为多维超晶格。利用光刻、腐蚀及超薄层生长技术等相结合可以生长多维超晶格。

4.应变超晶格:异质结构中,每层厚度足够薄,且晶格失配度不大于7%~9%时,则界面上的应力可以把两侧晶格连在一起而不产生界面失配位错,此时晶格完全处在弹性应变状态。利用这种特性制成的晶格失配度较大材料体系的超晶格称为应变超晶格。

相关

  • 间歇温泉间歇泉(英语:Geyser),是温泉的一种,因为地下水变成蒸气而间歇地喷出而形成。间歇泉的英语Geyser是语源是来源于冰岛语的Geysir(“喷出”的意思),因为英国人登陆冰岛后第一次看到间歇
  • 正统正统(英语:Orthodoxy),它源自古希腊语:Ορθοδοξία(orthosdoxia),通常使用于宗教信仰上,指正确的信条。在基督教信仰上,正统信仰是指依照早期教会的信条来信仰基督。古希腊语:Ο
  • Kylie Minogue凯莉·安·米洛,OBE(英语:Kylie Ann Minogue,/ˈkaɪli mᵻˈnoʊɡ/,1968年5月28日-)是一位澳洲歌手、作曲家、演员。1987年凯莉凭借在电视剧“家有芳邻”中饰演“Charlene”成名
  • 柳属约400种柳,或柳树,是对柳属(Salix)植物的统称,其下共有四百多种物种,常见于北半球的寒带及温带。柳属植物要进行杂交非常容易,不论是天然或是人工的混种都很普遍。Salix × sepulcr
  • 路易斯安那购买案路易斯安那购地(英语:Louisiana Purchase;法语:Vente de la Louisiane)是美国于1803年以每英亩三美分向法国购买超过529,911,680英亩(2,144,476平方公里)土地的交易案,该交易的总价
  • 农谢农谢(高棉语:នួន ជា,罗马化:Nuon Chea;1926年7月7日-2019年8月4日)是前柬埔寨共产党和红色高棉政权的“二号人物”,曾经担任党中央委员会副书记和政治局常委,地位仅次于总书记波
  • 洗礼洗礼(英语:Baptism),又称圣洗圣事、施洗、受洗,全身浸入水中的称为浸礼、受浸,是一宗教仪式,现普遍指基督教的传统仪式。据《圣经》记载,施洗约翰曾为耶稣施洗,而这亦是耶稣吩咐的使
  • 韦科惨案韦科惨案(英语:Waco siege),又称大卫教惨案,是一起对大卫教分支之一拥有的建筑物群进行的围攻事件。韦科惨案始于1993年2月28日,结束于04月19日,历时50天。最初,美国烟酒枪炮及爆裂
  • 台北市国民小学列表台北市国民小学列表列出台湾台北市小学一览。
  • 嘉禄·福诺嘉禄·福诺(意大利语:Carlo Furno;1921年12月2日-2015年12月9日),是天主教意大利籍司铎级枢机。也是原圣墓骑士团枢机总团长。嘉禄·福诺于1921年12月2日在意大利皮埃蒙特大区都灵