РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ

Явления в твёрдых телах, наблюдающиеся в условиях, когда по крайней мере один из геометрич. размеров исследуемого образца сравним с физ. величиной, имеющей размерность длины. Различаются классич. и квантовые Р. э. К классическим Р. э. относят те их разновидности, в которых роль характерной длины играет классич. величина - длина свободного пробега носителей заряда или фононов, диффузионная длина, дебаевский радиус экранирования и т. п. Один из таких Р. э. (его изучение начато ещё в нач. 20 в. англ, физиком Дж. Дж. Томсоном) проявляется в поведении электропроводности и др. кинетич. свойств тонких металлич. или ПП плёнок и проволок, толщина с которых сравнима с длиной I свободного пробега электронов. При уменьшении с уд. сопротивление о монотонно возрастает, что связано с дополнит, рассеянием электронов на границах образца. Величина д существенно зависит от характера рассеяния - зеркального или диффузного.

Во внеш. сильном магн. поле Р. э. могут возникать, когда о1 сравнима с размерами орбиты электронов проводимости в магн. поле напряжённости Н, т. к. в зависимости от величины Н орбита может укладываться либо не укладываться в образце; Р. э. в данном случае проявляются в виде осцилляции о и др. кинетич. коэффициентов при изменении магн. поля. Аналогичные эффекты возможны и на ВЧ (радиочастотные Р. э.). На ВЧ возможны также амплитудные Р. э., возникающие, когда удвоенная амплитуда колебаний носителей заряда в ВЧ электрич. поле становится сравнимой с толщиной образца.

Одна из разновидностей классич. Р. э.- анизотропные Р. э., наблюдающиеся в анизотропных проводниках (анизотропия может быть как естественной, так и наведённой магн. полем, давлением и т. д.) с неск. группами носителей заряда (электронами проводимости и дырками, электронами разных длин энергетич. спектра и т. п.). Прохождение тока через образец сопровождается пространств, разделением носителей, относящихся к разным группам, в направлении, перпендикулярном току. Если диффузионная длина носителей сравнима с поперечными размерами образца, то такое разделение носителей приводит к существ, размерной зависимости д и др. кинетич. коэффициентов.

Квантовые Р. э. обнаруживаются в том случае, когда с сравнима с де-бройлевской длиной волны электрона. Р. э. в этом случае связаны с квантованием квазиимпульса, вследствие чего энергетич. зоны электронного спектра (см. Зонная теория) расщепляются на подзоны. Квантовые Р. э. проявляются в осцилляц. зависимости р и др. кинетич. коэффициентов от с.

Р. э. играют важную роль в совр. электронике. Тенденция к микроминиатюризации приводит к тому, что размер активной области ПП прибора становится сравнимым с длиной свободного пробега носителей, так что последние проходят эту область либо вообще без столкновений с крист. решёткой, либо испытывая небольшое число столкновений (в таких случаях говорят соответственно о баллистич. либо квазибаллистич. переносе носителей). Квантовые Р. э. реализуются в квазидвумерных электронных системах - слоях пространств, заряда в приповерхностной области ПП, в частности в МДП-структурах и в гетеропереходах. Такие системы начинают находить применение в полевых транзисторах с высокой подвижностью электронов, гетеролазерах со сверхтонким активным слоем и др. устройствах.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.