Modelowanie kropek kwantowych

• Autorzy: Mączka M.

Warianty tytułu

EN

Modeling of the quantum dots

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejszy artykuł dotyczy kropek kwantowych formowanych elektrostatycznie wewnątrz tranzystora jednoelektronowego. Przyrząd ten wytwarzany jest w oparciu o technologię bramek powierzchniowych z wykorzystaniem struktury ISIS (ang. Inverted Semiconductor Insulator Semiconductor). Praca jest kontynuacją badań nad doskonaleniem numerycznego modelu omawianego tu przyrządu i dotyczy uproszczenia polegającego na traktowaniu elektrod polaryzujących jako nieskończenie cienkie powierzchnie metaliczne. W niniejszej pracy przedstawiono wpływ grubości elektrod na rozkład potencjału w obszarze formowania kropki kwantowej w oparciu o nowy model przyrządu.

EN

The work concerns quantum dots formed electrostatically inside the single-electron transistors. These devices are produced with superficial gate technology in inverted semiconductor-insulator-semiconductor structure. M.A. Kastner [5] proposed the first such a device in 1991. The structure of the single-electron transistor In this article quantum dots are modeled with the use of the confined potential formed by electrostatic field. The numerical method of dissolving Poisson equation in these devices is described. The Method uses Boundary Elements. Potential distributions are calculated with the use potential density functions of the single layer. These functions physically are related to density of charge. In previous works in the calculations an infinitely thin polarizing electrodes were assumed. In the present paper the influence of electrodes thickness onto potential distributions is examined. This require the previous model to be renewed. In the work the comparison of potential distributions in old and new numerical model is presented. The numerical investigations of potential distributions, with the use of new model show, that the finite thickness of polarizing electrodes, to some extent changes the shape of the potential forming a quantum dot. This change depend on electrode, which is considered. Generally speaking confining potential is more sensitive to the thickness of upper electrodes than to thickness of electrodes of sources or drain.

Słowa kluczowe

PL

tranzystory jednoelektronowe; kropki kwantowe; gaz elektronowy dwuwymiarowy; równanie Poissona

EN

quantum dot; single electron transistor; potential distributions; Poisson equation

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN SA
• Czasopismo: Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 51, z. 2
• Strony: 223--238
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., wykr., tab., rys.

Twórcy

autor

Mączka M.

• Katedra Podstaw Elektroniki, Politechnika Rzeszowska, 35-959 Rzeszów, W. Pola 2,

Bibliografia

• 1. J. R. Schrieffer, P. Soven: Theory of the electronic structure. Physics Today, vol. 28, no. 4, April 1975, USA, pp. 24-30.
• 2. P. M. Petroff, S. P. Denbaars: MBE and MOCDV growth and properties of self-assem­bling quantum dot arrays in III-IV semiconductors structures. Superlattices and Microstruktures, vol 15:1, 15, 1994.
• 3. H. Tomozawa, K. Jinushi, H. Okada, T. Hashizume H. Hasegawa: Design and fabrication of GaAs/AlGaAs single electron transistors based on in-plane Schottky gate control of 2DEG. Physica B, vol. 227, no. 1- 4, Sept. 1996, Netherlands, pp.112-15.
• 4. M. A. Kastner: Artificial atoms. Physics Today, vol. 46, 1993, pp. 24-31.
• 5. M. A. Kastner: The single-elektron transistor. Reviews of Modern Physics, vol. 64, no. 3, July 1992, pp 849-858.
• 6. S. Pawlowski, A Kusy, R. Sikora, M. Mączka, E. Machowska-Podsiadło: Numerical studies of quantum dot electrical transport propertes in Metal/Non-Metal Microsystems. Physics, Technology and Aplications, B. W. Licznerski, A. Dziedzic, Editors, Proc. SPIE 2780, 1995, str. 202-207.
• 7. S. Pawlowski, A. Kusy, M. Mączka, E. Machowska-Podsiadlo: Numerical studies of quantum dot: effect of negative dynamic conductance. Proceedings of the 6th Conference on Electron Technology, ELTE’97, Krynica, May 1997, vol. 2, str. 554-557.
• 8. M. Mączka, S. Pawlowski, A. Kusy, E. Machowsкa-Podsiadło: Badania numeryczne rozkładu potencjału w kropce kwantowej ze sterowaną barierą Elektronika, 4’98, str 16-19.
• 9. D. B. Chklovskii, В. I. Shklovskii, L. I. Glazman: Electrostatics of edge channels. Physical Rev. B, 1992 r., vol. 46, no. 7, 15 Aug.
• 10. M . Mączka: Kropki kwantowe formowane elektrostatycznie: badanie rozkładów potencjału. Rozprawa doktorska, Politechnika Rzeszowska 2001.
• 11. J. H. Davies: The Physics of Low-Dimentional Semiconduktors. Cambrigde University Press, 1996.
• 12. U. Meirav, M. A. Kastner, S. J. Wind: Single Electron Charging and Periodic Conductance Resonances in GaAs Nanostructures. Phys. Rev. Lett., 1990, vol.65, pp. 771-774.
• 13. U. Meirav, P. L. Mc Euen, M. A. Kastner, E. B. Foxman, A. Kumar, S. J. Wind: Conductance Oscillations and transport spectroscopy of a quantum dot. Phys. В-Condensed Matter, 1991, vol. 85, pp. 357-366.