ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΥΚΙΝΗΣΙΑΣ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟÚΣΧΥΟΣ ΣΕ ΔΙΔΙΑΣΤΑΤΕΣ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΑΠΟΥΣΙΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ
1. SINGLE-PARTICLE RELAXATION-TIMES AND SCATTERING TIMES IN A 2D
ELECTRON-GAS
KARAVOLAS VC, BUTCHER PN
JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER
2: (17) 3947-3954 APR 30 1990
Βασικü πρüβλημα στις σýγχρονες ημιαγþγιμες διατÜξεις αποτελεß η επßτευξη υψηλÞς ευκινησßας. ¶μεση σχÝση με αυτÞ Ýχει ο χρüνος σκÝδασης. ΕξετÜζεται το αποτÝλεσμα των διαφορετικþν χωρικþν πλατþν διαδοχικþν υποζωνþν μιας ετεροδομÞς GaAs/AlGaAs στον υπολογισμü των χρüνων σκÝδασης (scattering time) και ζωÞς (lifetime) ενüς διδιÜστατου ηλεκτρονικοý αερßου, üταν εßναι μÝχρι και δýο υποζþνες κατειλημμÝνες.
Τα αποτελÝσματα δεßχνουν οτι:
α) Ο χρüνος ζωÞς της δεýτερης υποζþνης εßναι πÜντα μεγαλýτερος (κατÜ Ýναν παρÜγοντα 2 Þ και περισσüτερο) απü τον αντßστοιχο χρüνο της πρþτης υποζþνης.
β) Ο χρüνος σκÝδασης της δεýτερης υποζþνης εßναι ανÜλογα με την συγκÝντρωση των φορÝων πüτε μεγαλýτερος και πüτε μικρüτερος απü τον αντßστοιχο χρüνο της πρþτης υποζþνης σε ποιοτικÞ συμφωνßα με πειραματικÝς μετρÞσεις.
2. THE EFFECT OF INTERFACE ROUGHNESS SCATTERING AND BACKGROUND
IMPURITY SCATTERING ON THE THERMOPOWER OF A 2DEG IN A Si MOSFET
KARAVOLAS VC, SMITH MJ, FROMHOLD TM, et al.
JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER
2: (51) 10401-10410 DEC 31 1990
Η θερμοúσχýς εßναι απü τους βασικοýς συντελεστÝς μεταφορÜς και συγκεντρþνει το ερευνητικü ενδιαφÝρον σε θεωρητικü και πειραματικü επßπεδο. Εξαρτþμενη απü τον τρüπο μεταφορÜς της ενÝργειας, η θερμοúσχýς μπορεß να οφεßλεται σε μηχανισμοýς διÜχυσης Þ των αλληλεπιδρÜσεων των φορÝων με τα φωνüνια.
Η θερμοúσχýς διÜχυσης ηλεκτρονßων υπολογßζεται απü την σχÝση του Mott
και εßναι συνÞθως αρνητικÞ. ΠειραματικÜ δεδομÝνα του Gallagher και των συνεργατþν του üμως αναφορικÜ με την θερμοúσχý ηλεκτρονßων σε χαμηλες θερμοκρασßες (Τ<1.5 Κ üπου η διÜχυση κυριαρχεß σε σχÝση με την φωνονιακÞ συνιστþσα) σε διατÜξεις Si MOSFETs Ýδειξαν üτι το πρüσημο της θερμοισχýος μπορεß να αλλÜξει για συγκεκριμÝνες συγκεντρþσεις φορÝων.
Σε αυτÝς τις διατÜξεις οι κυρßαρχοι μηχανισμοß σκÝδασης εßναι τρεßς:
α) ΣκÝδαση απü μακρινÝς ιονισμÝνες προσμßξεις
β) ΣκÝδαση απο προσμßξεις υποβÜθρου
γ) ΣκÝδαση απü ανωμαλßες (τραχýτητα) στην ενδοεπιφÜνεια.
Στη συγκεκριμÝνη εργασßα πραγματοποιÞθηκε Ýνας αναλυτικüς υπολογισμüς της ενεργειακÞς εξÜρτησης του χρüνου εφησυχασμοý για κÜθε Ýναν απü τους παραπÜνω μηχανισμοýς σκÝδασης. Για χαμηλÝς συγκεντρþσεις φορÝων ο πρþτος μηχανισμüς κυριαρχεß (μακρινÝς προσμßξεις υποβÜθρου) και η θερμοúσχýς εßναι αρνητικÞ. Η αλλαγÞ στο πρüσημο της θερμοúσχýος οφεßλεται σε μεγαλýτερες συγκεντρþσεις φορÝων στην κυριαρχßα των δýο Üλλων μηχανισμþν σκÝδασης. Για καλýτερη σýγκριση με τα πειραματικÜ δεδομÝνα υπολογßστηκε και η φωνονιακÞ συνιστþσα της θερμοúσχýος.
3. DIFFUSION THERMOPOWER OF A 2DEG
KARAVOLAS VC, BUTCHER PN
JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER
3: (15) 2597-2602 APR 15 1991
Σε ετεροδομÝς GaAs/AlGaAs καθþς και σε Si ΜOSFETs σε χαμηλÝς θερμοκρασßες μια πολý σημαντικÞ παρÜμετρος εßναι η ενεργειακÞ εξÜρτηση του χρüνου εφησυχασμοý
τ= τ0 Εp
H τιμÞ του p εßναι καθοριστικÞ στον υπολογισμü της θερμοúσχýος διÜχυσης που κυριαρχεß σε χαμηλÝς θερμοκρασßες.
Υπολογßζεται το p, καθþς και η θερμοúσχýς διÜχυσης για τους τρεßς μηχανισμοýς σκÝδασης:
α) ΣκÝδαση απü μακρινÝς ιονισμÝνες προσμßξεις
β) ΣκÝδαση απο προσμßξεις υποβÜθρου
γ) ΣκÝδαση απü ανωμαλßες στην ενδοεπιφÜνεια.
και για τις ετεροδομÝς GaAs/AlGaAs αλλÜ και για Si MOSFETs,
Αποδεικνýεται üτι η θερμοúσχýς αλλÜζει πρüσημο στο Si MOSFET αλλÜ üχι στην ετεροεπαφÞ GaAs/AlGaAs. Αυτü οφεßλεται στο γεγονüς üτι στο Si MOSFET το πηγÜδι δυναμικοý εßναι πολý πιο βαθý σε σχÝση με αυτü του GaAs/AlGaAs με αποτÝλεσμα η συνεισφορÜ των προσμßξεων υποβÜθρου και των ανωμαλιþν στην ενδοεπιφÜνεια , που εßναι οι μηχανισμοß σκÝδασης στους οποßους οφεßλεται η αλλαγÞ προσÞμου, να εßναι πολý πιο σημαντικÞ.