量子線中-維電子傳輸特性之研究

Abstract

二維電子移動率已被證實與量子井幾何結構密切相關。在本論文中，我們將針對不 同的量子線結構來探討其中一維電子移動率提高的現象。量子線中的subband 結構 和波函數是利用自身相容(self-consistent) 的方法解自耦合的二維薛丁格方程式 與二維Poisson 方程式。電子傳輸特性則藉由一維蒙地卡羅模擬予以研討。 根據傳統的bulk polar optical phonon 模型，我們得知一維電子移動率在長寬為 。 。 110Ａx90Ａ的矩形砷化鎵量子線中可高達9100cm□/V-sec以上。其值與一般砷化鎵 材質的8000cm□/V-sec以及二維電子系統的8600cm□/V-sec相較是有明顯的提升。 此一結構中，最低兩個能階約莫相距兩倍polar optical phonon的能量。此一特性 與我們在二維電子系統中所發現的結果相容。在一維的量子線中，隨著量子效應之 增強，Frohlich interaction Hamiltonian也須加以修正藉以考量phonon受量化的 效應。除此外，電子和interface phonons 的碰撞也必須包括進來。我們的研究結 果顯示這兩個因子會對電子移動率與量子幾何結構的相關性產生影響。研究並且比 較從傳統bulk phonon 模型和從受量化的polar potical phonon模型所得到的電子 速度，我們發現這兩個模型將會重合於bulk極限。