3.3 Heterostruktur

Tabelle 3.1: Parameter zur simulierten Heterostruktur.

Schicht	Material	Dicke
		[nm]
barrier	$\textrm{As}_{\small }$	20
donor	$\textrm{As}_{\small }$	12.5
spacer	$\textrm{As}_{\small }$	2
Kanal	$\textrm{As}_{\small }$	20
Substrat	$\textrm{In}_{\small }$ $\textrm{P}_{\small }$	20

Für die Anwendung des Simulators auf Heterostrukturen wurde die in Tabelle 3.1 zusammengefasste Struktur verwendet([2]). Die Quantisierungsmassen in den einzelnen Schichten unterscheiden sich um mehr als einen Faktor zwei. Die Dotierung der 'donor'-Schicht beträgt $2\cdot10^{18} \ensuremath{ cm^{-3}}$.

Abbildung 3.18: Lage der Energieminima der untersten Subbänder und Verlauf der potenziellen Energie über der Ortskoordinate.

Abbildung 3.18 zeigt die Lage der Energieminima der untersten Subbänder und den Verlauf der potenziellen Energie. Klar zu erkennen ist die Ausbildung des Kanals für den Elektronentransport in der $\textrm{As}_{\small }$-Schicht.

Abbildung 3.19: Quadrierte Wellenfunktion des vierten und fünften Subbandes über dem Ort.

In Abbildung 3.19 sind die quadrierten Wellenfunktionen des vierten und fünften Subbandes über dem Ort aufgetragen. Während die Wellenfunktionen der ersten vier Subbänder nur im Kanal nennenswerte Aufenthaltswahrscheinlichkeiten aufweisen, sind die Elektronen im fünften Subband hauptsächlich in der 'donor'-Schicht anzutreffen. Dementsprechend werden die Ladungsträger in den einzelnen Subbändern durch jene Subbandparameter beschrieben, die ihrem Aufenthaltsort entsprechen.

Abbildung 3.20: Relative Subbandmassen für die ersten zwanzig Subbänder.

Dies ist in Abbildung 3.20 zu erkennen, in der die Subbandmassen für die ersten zwanzig Subbänder aufgezeichnet sind. Bei der Berechnung wurde einmal mit und einmal ohne Berücksichtigung der Nichtparabolizität gearbeitet. In beiden Fällen erkennt man eine eindeutige Änderung des Wertes der Subbandmasse beim Übergang vom vierten zum fünften Subband. Die geringeren Werte der Subbandmasse entsprechen der als Ausgangsparameter verwendeten Masse im Kanal. Der dann bei den höheren Subbändern auftretende Wert liegt näher an jenem der Masse in der 'donor'-Schicht. Die hier eingeführten Subbandparameter enthalten somit bereits eine Information über die Elektronenverteilung in der betrachteten Struktur.