Multiband tight-binding approach to tunneling in semiconductor heterostructures: Application to Gamma X transfer in GaAs.
Multiband tight-binding approach to tunneling in semiconductor heterostructures: Application to Gamma X transfer in GaAs.
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半导体异质结构中隧道效应的多能带紧束缚方法：在 GaAs 中 Gamma X 传输中的应用。
DOI：
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发表时间：
1993
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
P. Lipavsk
中科院分区：
文献类型：
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作者：
Stovneng Ja;P. Lipavsk
我们研究半导体异质结构中的隧道效应，其中组成材料可以具有直接或间接带隙。为了更好地描述最低导带，我们使用了 P. Vogl {em et al.} 提出的最近邻 $sp^3s^*$ 紧束缚模型。递归格林函数方法产生传输系数，从中可以写出电流密度的表达式。该方法适用于GaAs/AlAs异质结构。电子可以通过不同的隧道状态 $psi_{Gamma}$ 和 $psi_X$（$Gamma X$ 混合）穿过 AlAs 势垒。施加偏压 $V>0.5$ V 电子可以进入 $Gamma$ 和 $X$ 谷中的 GaAs 集电极触点（$Gamma X$ 转移）。我们研究了许多 GaAs/AlAs 结构。对于非常窄的势垒，几乎没有 $Gamma X$ 转移，但宽于约 25 AA 的 AlAs 势垒充当“$Gamma X$ 过滤器”，即，大多数传输的电子已转移到 $X$ 谷。
We study tunneling in semiconductor heterostructures where the constituent materials can have a direct or indirect bandgap. In order to have a good description of the lowest conduction band, we have used the nearest-- neighbour $sp^3s^*$ tight--binding model put forward by P. Vogl {em et al.}. A recursive Green--function method yields transmission coefficients from which an expression for the current density may be written down. The method is applied to GaAs/AlAs heterostructures. Electrons may traverse the AlAs barriers via different tunneling states $psi_{Gamma}$ and $psi_X$ ($Gamma X$ mixing). With an applied bias $V>0.5$ V electrons may enter the GaAs collector contact in both the $Gamma$ and the $X$ valley ($Gamma X$ transfer). We have studied a number of GaAs/AlAs structures. For very narrow barriers there is little $Gamma X$ transfer, but AlAs barriers wider than about 25 AA act as ``$Gamma X$ filters', i.e., most transmitted electrons have been transfered to the $X$ valley.