квантова яма

квантова яма (англ. quantum well) - тонкий плоский шар напівпровідникового матеріалу (зазвичай товщиною 1-10 нм) всередині якого потенційна енергія електрона нижче ніж за його межами, таким чином, рух електрона обмежена в одному вимірі. Рух в напрямку, перпендикулярному площині квантової ями, квантів, і його енергія може приймати лише деякі дискретні значення.

Найпростіша квантова структура, в якій рух електрона обмежена в одному напрямку, - це тонка плівка або просто досить тонкий шар напівпровідника. Саме на тонких плівках напівметалу вісмуту і напів водника InSb вперше спостерігалися ефекти розмірного квантування. Зараз квантові структури виготовляють інакше. Для цього використовуються так звані гетероструктури. які виходять при створенні контактів напівпровідників з різною шириною забороненої зони. Тонкий шар напівпровідника з вузькою забороненою зоною поміщається між двома шарами матеріалу з більш широкою забороненою зоною. В результаті електрон виявляється замкненим в одному напрямку, в той же час в двох інших напрямках рух електрона буде вільним.

Для виготовлення подібних структур розроблено декілька досконалих технологічних процесів, однак найкращі результати в приготуванні квантових гетероструктур досягнуті за допомогою методу молекулярно-променевої епітаксії. Гетероструктури можна вирощувати з різних матеріалів, однак найбільш вдалою парою для вирощування квантових ям є арсенід галію GaAs і твердий розчин Alx Ga1-x As (x = 0,15-0,35).

В даний час квантові ями успішно використовуються для створення лазерів.

ілюстрації