Двумерные проводники

Смотрите также:

ДВУМЕРНЫЕ ПРОВОДНИКИ, естественные или искусственно созданные электропроводящие слои толщиной порядка длины волны электрона (10-1-10 нм). Примеры естественных двумерных полупроводников, или квазидвумерных проводников, - слоистые органические или неорганические кристаллы с резко анизотропной проводимостью, т. е. большой проводимостью в плоскости слоёв и малой - поперёк слоёв. Примеры искусственно созданных двумерных полупроводников - тонкая (толщиной порядка 1 нм) металлическая плёнка на поверхности диэлектрика; двумерный электронный газ, удерживаемый электрическим полем над поверхностью диэлектрика (например, жидкого или твёрдого Не). Двумерный электронный газ представляет собой систему электронов (с непрерывным энергетическим спектром), совершающих свободное движение только в плоскости. В поперечном направлении из-за удерживающего потенциала движение электронов ограничено и энергетические уровни дискретны; при понижении температуры все электроны занимают самый низкий из этих уровней и система становится двумерной. В структуре металл-диэлектрик-полупроводник (например, на основе Si) двумерный электронный газ создаётся путём изгиба энергетических зон и образования потенциальной ямы вблизи поверхности полупроводника с помощью приложенного электрического поля. В гетероструктуре (например, на основе GaAs-AlGaAs) двумерный электронный газ заключён в потенциальной яме в слоистой структуре, выращенной из полупроводников с различной шириной запрещённой зоны. Структуры металл-диэлектрик-полупроводник и полупроводниковые гетероструктуры с двумерным электронным газом служат основой полевых транзисторов, полупроводниковых интегральных микросхем, а также используются в метрологии (для воспроизведения величины единицы электрического сопротивления на основе квантового эффекта Холла) и в научных исследованиях.

Лит.: Андо Т., Фаулер А., Стерн Ф. Электронные свойства двумерных систем. М., 1985.

В. М. Пудалов.