Двумерный электронный газ в изотипном гетеропереходе

Построена теория межзонной рекомбинации электронов с тяжелыми и легкими дырками в квантовой яме изотипного гетероперехода. Расчет уровней и волновых функций электронов в потенциальной яме такой гетероструктуры является существенно нелинейной задачей, так как именно электронная плотность заряда играет существенную роль в формировании квантовой потенциальной ямы. Поэтому расчет уровней энергии в ней проведен самосогласованным методом путем совместного численного решения уравнений Шредингера и Пуассона с учетом корреляционных поправок к потенциальной энергии. Рекомбинация электронов и дырок происходит на расстояниях от потенциальной ямы порядка длины волны дырки, поэтому становится существенным учет квантового поведения дырок вблизи нее. В статье вычислены концентрации и волновые функции тяжелых и легких дырок с помощью уравнения Шредингера и рассчитан спектр люминесценции с энергией излучаемого кванта, меньшей ширины запрещенной зоны узкозонного полупроводника.
Показано, что такой спектр имеет максимум. Его длинноволновый спад обусловлен туннелированием электронов и дырок, а коротковолновый определяется температурой.