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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.76.1994.tde-28052009-091925
Document
Author
Full name
Newton La Scala Junior
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 1994
Supervisor
Committee
Basmaji, Pierre (President)
Brum, Jose Antonio
Guimaraes, Francisco Eduardo Gontijo
Guimarães, Paulo Sérgio Soares
Studart Filho, Nelson
Title in Portuguese
Tunelamento ressonante através de impurezas doadoras em estruturas de dupla barreira.
Keywords in Portuguese
Propriedades elétricas
Semicondutores
Singularidade do nível de Fermi
Tunelamento ressonante
Abstract in Portuguese
Neste trabalho investigamos o tunelamento ressonante em estruturas de dupla barreira GaAs/(AlGa)As que foram fabricadas em mesas quadradas de tamanho lateral mesoscópico e macroscópico (∼ 10μm × 10μm). Uma camada tipo δ com diferentes concentrações de Silício foi incorporada no centro do poço quântico. As características I(V) mostram algumas estruturas em posição de voltagem abaixo do pico de ressonância principal que são atribuídas a estados relacionados a impurezas. Tais estados localizados estão presentes no poço quântico com energias de ligação bem maiores do que um doador de Silício isolado. Estes estados de maior energia de ligação são atribuídos a pares de doadores distribuídos aleatoriamente. Em alguns dispositivos onde estados relacionados a impurezas podem ser identificados isoladamente na característica I(V), um efeito destacável pode ser observado. Um pica na característica I(V) aparece nas mais baixas temperaturas medidas (abaixo de 1K) quando o nível de Fermi no emissor se alinha com o estado localizado relacionado a impureza. Tal pico e atribuído a interação Coulombiana entre o elétron no sitio localizado e os elétrons no gás bidimensional (emissor).
Title in English
Resonant tunneling through donor impurities in double-barrier structures.
Keywords in English
Electrical properties
Fermi edge singularity
Resonant tunneling
Semiconductors
Abstract in English
We have investigated resonant tunneling in GaAs/(AlGa)As double barrier structures which have been fabricated into square mesoscopic and macroscopic size mesas (∼ 10μm × 10μm) A δ layer with different concentrations of Silicon donors was incorporated at the centre of the quantum well. The I(V) characteristics show some features below the threshold for the main resonance that are due to impurity related state. Such localized states are found to be related to the presence of donor impurities in the vicinity of the quantum well with binding energies much higher than the single isolated hydrogen donor. These higher binding energy states are identified as being due to random pairs of shallow donors. In some devices where an isolated impurity related state can be identified in the 1(V characteristics a remarkable effect is observed. A peak appears at low temperatures (below 1K) in the 1(V) characteristics when the emitter Fermi level matches the localized state. Such feature is attributed to the Coulomb interaction between the electron on the localized site and the electrons in the Fermi sea of the 2DEG.
 
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Publishing Date
2009-06-03
 
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