two

Президенту Путину о создании Института Истории Русского Народа. |Нас посетило 40 млн. человек | Чем занимались русские 4000 лет назад?

| Кому давать гранты или сколько в России молодых ученых?

в т. н. «гетеролазерах с квантовыми ямами»).
К- р. э. наблюдаются только в достаточно совершенных и однородных по толщине пл╦нках. Количественно это означает, что уширение уровней б£ размерного квантования из-за рассеяния носителей заряда на примесях, фононах и шероховатостях поверхностей пл╦нки должно быть мало по сравнению с энергетич. зазором Д£ между уровнями, а флуктуации толщины должны быть малы по сравнению с длиной волны электрона иа уровне Ферми Кр. Осцилляции, обусловленные К. р. э., наыб. ярко проявляются в тонких пл╦нках (Л~Я/?) при низких темп-pax, когда тепловое «размытие» g(&} меньше Д£ (йГ^Д^, рис. 4). Указанным требованиям лучше всего удовлетворяют эпи-таксиальные слои (типа слоев GaAs в многослойных гетероструктурах), а также пл╦нки полуметаллов {Bi, Sn, Sb и их сплавы) и вырожденных полупроводников с узкой запрещ╦нной зоной (InSb, РЬТе) в интервале толщин £~10~⁶≈10~⁶ см. В мсталлич. пл╦нках из-за малости X/? труднее выполнить требование однородности пленок по толщине.
Пл╦нки и тонкие слои не единственные объекты ис-
Двумерный эд.газ
5
4

X
J?
S и
GaAs
^AlO,3^GaO,7^As
Рис. 7. Энергетическая диаграмма селективно-легированного гетероперехода.
Рис, 8. Схгма иолеиого транзистора: 1 ≈ двумерный электронный гал; 2 ≈ нслептроланный GaAs; у ≈ подлошка из nojjy изолирующего GaAs; 4 ≈ A]_0>:1Ga_n,7AB (концентрация доноров Д'^7 -1(1" см-"); 6 ≈ сток и исток; в ≈ затвор.
326
следования К. р. э. Электроны или дырки в инверсионных и обогащ╦нных слоях МДП-структур и селективно (модуляционцо) легированных гетерострук-тур, электроны на поверхности жидкого Не также обладают энергетич. спектром и плотностью состояний ╦(╦) типа изображ╦нных на рис, 3(6, <?), хотя закон квантования р_г и вид £└(0) отличаются от пл╦ночных. Важное преимущество этих систем по сравнению с пл╦нками ≈ возможность управления концентрацией носителей в широких пределах. Селективно легированные гетероструктуры, состоящие из переходов GaAs ≈ Al^Gai^As, выращиваются, как правило, методом молекулярно-пучкожш эпитаксии. Слой иди часть слоя Alj-Gaj.^As легируется (концентрация доноров ~10¹⁸ см"³), а слой GaAs не легируется. Селективное легирование приводит к изгибу зоп (рис. 7). Электроны, стремясь установить единый уровень Ферми в системе, переходят с доноров в иотенц. яму, образованную изгибом зон, с одной стороны, и разрывом дна $_с зоны проводимости на гетеропереходе ≈ с другой. Они могут свободно двигаться только вдоль границы гетероперехода. Квантование поперечного движения в яме (аналог размерного квантования в пл╦нке) приводит к образованию двумерного или квазидвумерного электронного газа с поверхностной концентрацией 10¹¹ ≈ 10^1а см~². В такой системе отсутствуют поверхностные состояния и дефекты (из-за соответствия реш╦ток GaAs IT Al^Gaj.^As). Рассеяние на примесях
из-за пространств, разделения электронов и породив-
ших их доноров мало. Подавление рассеяния приводит к высоким подвижпостям электронов: u.(4K)>10^eсм²/В.с, и.(77К)^10^б см^г/В-с, ц(ЗООК)^10* см*/В -с. Высокие значения (л необходимы для обнаружения таких тонких физ. эффектов, как дробный квантовый Холла, эффект, и важны для прикладных целей.
Так, полевые транзисторы, основанные на селективно легированных гетероструктурах с двумерным электронным газом, обладают большим быстродействием (^10 не при Г=77К≈ЗООК). Прибор представляет собой гетероструктуру указанного тика, выращенную на полуизолирующей подложке GaAs (рис. 8). Напряжение V_SD, приложенное к стоку и истоку»
созда╦т ток в двумерной системе, к-рым можно управлять с помощью напряжения V'^ на затворе. Эти приборы перспективны для создания сверхбыстродействующих интегральных схем.
Лит.: Т а в г t: p Б. А., Демиховский В. Я., Квинтовые размерные аффекты в полупроводниковых и пол у металлических пленках, «УФП», 1968, т. 96, с. 61; Л и ф-ш и ц И. М. и д 1»., Явление осцилляции термодинамических и кинетических спойсти пленок твердых тел, «Открытия. Изобретении. Промышленные обраацы. Товарные знаки»), 1977, JVa 32, с. ,4; К о м н и к Ю. Ф,, Физика металлических пленок. Размерные и структурные эффекты, М., 1979; Лунки и В. Н,, Пинскер Т.Н., Размерное квантование, М., 1ЯНЗ; А н-д (1 Т., Ф а у л е р. А., Стерн Ф., Электронные свойства дпумерных систем, пер. (; англ., М., 1985, В. А. Нолпов, КВАНТОВЫЕ СТАНДАРТЫ ЧАСТОТЫ ≈ устройства для получения эл.-магн. колебаний со стабильной во времени частотой. Среднеквадратичное относит, отклонение частоты (о т н о с и т. н е с т а б и л ь н о с т ъ) И относит, погрешность воспроизведения действптель-ного значения частоты (воспроизводимое! ь) К. с. ч. достигает 10~¹⁴. К. с. ч.≈ основа эталонов времени и длины, широко применяются в измерит, технике, навигации и метрологии, службе.
В К. с. ч. используются наиб, стабильные квантовые переходы между энсргетич. уровнями атомов или молекул, частоты к-рых расположены в дециметровом или более коротковолновых диапазонах длин ноля X. Однако для большинства применений требуются высокостабильные колебания в радиодиапазоне, а для эталонов времени необходимы колебания с частотой 1 Гц, т. е. с периодом 1 с. Поэтому К. с, ч. содержат помимо устройства для наблюдения: спектральной линии {квантового репера частоты) электронную схему преобразования частоты репера в др. частотные диапазоны.
Типы К. с. ч. По способу наблюдения спектральной линии в квантовом репере К. с. ч, подразделяются на активные и пассивные. Активный репер является квантовым генератором. Применяют активные К. с. ч. на водородном генераторе и рубидиевом генераторе с оптил. накачкой (рис. 1).
Выходные частоты
Рис. 1. Блок-схема активного квантового стандарта частоты.
В пассивном репере спектральная линия атомов используется для автоподстройки по ней частоты всшшогат. генератора. В этом случае квантовый репер работает как дискриминатор, определяющий величину и знак отклонения частоты вспомогат. генератора от се номинального значения и устраняющий это отклонение. В применяемых пассивных К, с. ч. реперныс спектральные линии лежат в сантиметровом диапазоне К. При этом вспомогат. генератором служит кварцевый генератор, а электронная схема обеспечивает необходимое преобразование его частоты, наблюдение спектральной линии и автоподстройку по ней кварцевого генератора (рис. 2). Основой пассивных К. с. ч. является входящая в состав репера поглощающая ячейка, в к-рой атомы, максимально изолированные


Квантовый генератор	'о	Схема преобразования частоты
	'о		≈ ч
			≈≈≈≈≈ -'2
			≈≈≈≈ -'з J