Features of electronic transport in relaxed Si/Si1−XGeX heterostructures with high doping level

Abstract

The low-temperature electrical and magnetotransport characteristics of partially relaxed Si/Si 1-x Ge x heterostructures with two-dimensional electron channel (n e ≥ 10 12 cm -2 ) in an elastically strained silicon layer of nanometer thickness have been studied. The detailed calculation of the potential and of the electrons distribution in layers of the structure was carried out to understand the observed phenomena.The dependence of the tunneling transparency of the barrier separating the 2D and 3D transport channels in the structure, was studied as a function of the doping level, the degree of blurring boundaries, layer thickness, degree of relaxation of elastic stresses in the layers of the structure. Tunnel characteristics of the barrier between the layers were manifested by the appearance of a tunneling component in the current-voltage characteristics of real structures. Instabilities, manifested during the magnetotransport measurements using both weak and strong magnetic fields are explained by the transitions of charge carriers from the two-dimensional into three-dimensional state, due to interlayer tunneling transitions of electrons.

Электрополевое поведение резонансных особенностей в туннельной составляющей фототока в гетероструктурах InAs(QD)/GaAs

“…С ростом поля положение локальных уровней в барьере смещается по энергии относительно положения уровней размерного квантования в КТ InAs. Пересечение с ростом поля уровней локальных центров под барьером и уровней квантовых точек будет приводить к появлению дополнительной составляющей в туннельном токе, а в идеальном варианте и к возможности проявления на полевой зависимости слабо выраженных резонансных всплесков тока, аналогично тому, как это наблюдалось для системы Si/Si 1−x Ge x в работе [15].…”

“…Примером такого рода явлений может служить, в частности, наличие падающего участка на выходных характеристиках полевого транзистора в тянущем электрическом поле, большем порогового поля E th . При этом одновременно нарастает ток в поперечном плоскости слоев направлении вследствие либо диффузионного [11,12], либо туннельного [13][14][15] переноса электронов между соседними слоями структуры. В обоих случаях наблюдается также заметное снижение величины порогового поля E th с уменьшением длины транспортного канала, что связывают со снижением амплитуды потенциального барьера на интерфейсах вследствие возрастания поперечной составляющей тока за счет туннелирования электронов через состояния дефектов на гетерогранице.…”