Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 9: Heterostrukturen

HL 9.10: Vortrag

Montag, 23. März 1998, 18:15–18:30, H17

Monte-Carlo Simulation des Hochfeldtransportes in Halbleiterübergittern — •P. Binder, S. Rott und G. H. Döhler — Institut für Technische Physik 1, Universität Erlangen, Erwin-Rommel-Str. 1, D-91058 Erlangen

In Halbleiterübergittern können aufgrund der kleinen energetischen Breite des untersten Minibandes schon bei relativ niedrigen elektrischen Feldern Nichtlinearitäten im elektrischen Strom auftreten. Insbesondere kann negative differentielle Leitfähigkeit (NDC) beobachtet werden, wenn die Blochoszillationsfrequenz grösser als die Streurate wird.

Wir diskutieren die Ergebnisse einer semiklassischen Monte-Carlo Simulation des Minibandtransportes in einem stark gekoppelten Übergitter. In unserem Modell berücksichtigen wir sowohl die freie Dispersion der Elektronen parallel zu den Schichten wie auch die dazu stark anisotrope Minibanddispersion in Wachstumsrichtung. Es wurden die exakten Streuraten für inelastische (akustische und optische) Phononenstreuung sowie für elastische Störstellenstreuung berücksichtigt.

Unsere Simulationen zeigen, dass die Leitfähigkeit im ohmschen Niedrigfeldbereich durch elastische Streuprozesse dominiert wird, während die Driftgeschwindigkeit im NDC-Bereich allein durch die inelastische Streuung gegeben ist. Deshalb unterscheidet sich in den beiden Feldbereichen auch die Abhängigkeit der Driftgeschwindigkeit von der Gittertemperatur. Schliesslich diskutieren wir die feldinduzierte Aufheizung des Elektronengases parallel zu den Schichten.