Межподзонное рассеяние.

Рассмотрим двумерную электронную систему, локализован­ную в потенциальной яме, входящей в состав модулированно-легированной гетероструктуры или полевого МОП-транзистора. Очевидно, что при достаточно высокой кон­центрации электронов в яме начнут заполняться и уровни, рас­положенные выше основного состояния Е₁Представим себе далее, что концентрация электронов в системе настолько вы­сока, что уровень Ферми Е_F попадает на квантовый уровень соответствующий состоянию с п = 2. В этой ситуации электро­ны с энергиями, близкими Е_F после процессов рассеяния, мо­гут осуществлять как внутризонный переход (внутри подзоны с п = 2), так и межзонный (между подзонами с п = 1и п = 2). Наличие двух каналов рассеяния увеличивает полную вероят­ность рассеяния электронов, вследствие чего их подвижность уменьшается. Описываемый эффект может быть, естественно обобщен и на другие подзоны, и в целом можно констатировать, что по мере увеличения концентрации электронов в квантовой яме возникают новые каналы рассеяния, повышающие эффек­тивность общего рассеяния и, следовательно, снижающие под­вижность такого двумерного электронного газа. Эффект еще более заметно проявляется в одномерных системах, где плот­ность состояний расходится при значениях энергии, совпадаю­щих с энергией квантовых уровней.

Влияние подзонного рассеяния на подвижность электронов было исследовано Штёрмером и другими в 1982 г. в модулированно-легированных гетероструктур на основе АlGaAs/GаАs, к которым был добавлен третий вывод (затвор полупроводника), типа используемого в полевых МОП-транзисторах, для управле­ния концентрацией электронов в ямах. Как легко заметить из рис. 6.1, введение второго канала позволяет обеспечить рассея­ние между подзонами с п = 1 и п = 2. Действительно, при задан­ном напряжении затвора полевого транзистора уровень Ферми доходит до уровня п = 2, в результате чего соответствующая под­зона может «принимать» рассеянные электроны, снижая тем са­мым подвижность в соответствующем интервале напряжений.