Инд. авторы:	Жуков В.П., Федорук М.П., Зиновьева А.Ф., Ненашев А.В., Двуреченский А.В.
Заглавие:	Корректность уравнений шестизонной kp-модели в применении к полупроводниковым гетероструктурам
Библ. ссылка:	Жуков В.П., Федорук М.П., Зиновьева А.Ф., Ненашев А.В., Двуреченский А.В. Корректность уравнений шестизонной kp-модели в применении к полупроводниковым гетероструктурам // Автометрия. - 2013. - Т.49. - № 5. - С.37-49. - ISSN 0320-7102.
Внешние системы:	РИНЦ: 20501807;
Реферат:	eng: The problem of the applicability of the six-band kp -model to heterostructures with sharp boundaries is studied by calculating the energy spectrum of holes in the Ge/Si system with quantum dots. The boundary conditions which satisfy the conditions of particle flux conservation and the wave function continuity on the heterojunction are formulated at the level of differential equations and are characterized by a single parameter µ, which depends on the heterojunction properties. It is shown that a certain choice of µ leads to nonphysical interface states that fill the entire band gap. Conditions (range of µ) for the absence of such nonphysical states are determined by considering the simplest cases – a single heterojunction and a quantum well. rus: На примере задачи вычисления энергетического спектра дырок в системе Ge/Si с квантовыми точками исследована проблема корректности шестизонной kp-модели в применении к гетероструктурам с резкими границами. Граничные условия, удовлетворяющие требованию сохранения потока частиц, а также непрерывности волновой функции на гетерогранице, сформулированы на уровне дифференциальных уравнений и характеризуются единственным параметром μ, который зависит от свойств гетероперехода. Показано, что при определённом выборе μ возникают нефизические интерфейсные состояния, заполняющие всю запрещённую зону. Путём рассмотрения простейших случаев – одиночного гетероперехода и квантовой ямы – найдены условия (диапазон μ) отсутствия таких нефизических состояний.
Ключевые слова:	Germanium; silicon; Heterojunction; Quantum dots; Energy spectrum; волновая функция; германий; кремний; гетеропереход; квантовые точки; энергетический спектр; Wave function;
Издано:	2013
Физ. характеристика:	с.37-49
Цитирование:	1. 1. Luttinger J. M., Kohn W. Motion of electrons and holes in perturbed periodic fields // Phys. Rev. 1955. 97, N 4. P. 869–883. 2. 2. Lassen B., Melnik R. V. N., Willatzen M. Spurious solutions in the multiband effective mass theory applied to low dimensional nanostructures // Commun. Computat. Phys. 2009. 6, N 4. P. 699–729. 3. 3. Rodina A. V., Alekseev A. Y., Efros A. L. et al. General boundary conditions for the envelope function in the multiband kp model // Phys. Rev. B. 2002. 65, N 12. 125302. 4. 4. Foreman B. Choosing a basis that eliminates spurious solutions in k·p theory // Phys. Rev. B. 2007. 75, N 23. 235331. 5. 5. Сурис Р. А. Пограничные состояния в гетеропереходах // Физика и техника полупроводников. 1986. 20, № 11. С. 2008–2015. 6. 6. Tokatly I. V., Tsibizov A. G., Gorbatsevich A. A. Interface electronic states and boundary conditions for envelope functions // Phys. Rev. B. 2002. 65, N 16. 165328. 7. 7. Бир Г. Л., Пикус Г. Е. Симметрия и деформационные эффекты в полупроводниках. М.: Наука, 1972. 584 с. 8. 8. Burt M. G. Resolution of the out-of-zone solution problem in envelope-function theory // Superlattices and Microstructures. 1998. 23, N 2. P. 531–534. 9. 9. Vurgaftman I., Meyer J. R., Ram-Mohan L. R. Band parameters for III-V compound semiconductors and their alloys // Journ. Appl. Phys. 2001. 89, N 11. P. 5815–5875. 10. 10. Voigtlander B. Fundamental processes in Si/Si and Ge/Si epitaxy studied by scanning tunneling microscopy during growth // Surf. Sci. Rep. 2001. 43, N 5–8. P. 127–254. 11. 11. Жуков В. П., Федорук М. П. Конечно-разностный метод вычисления основного состояния наноструктур в шестизонном kp приближении // Вычислительные технологии. 2010. 15, № 6. C. 57–74. 12. 12. Jiang H., Singh J. Strain distribution and electronic spectra of InAs/GaAs self-assembled dots: An eight-band study // Phys. Rev. B. 1997. 56, N 8. P. 4696–4701. 13. 13. Pryor C. Eight-band calculations of strained InAs/GaAs quantum dots compared with one-, four-, and six-band approximations // Phys. Rev. B. 1998. 57, N 12. P. 7190–7195. 14. 14. Stier O., Grundmann M., Bimberg D. Electronic and optical properties of strained quantum dots modeled by 8-band k·p theory // Phys. Rev. B. 1999. 59, N 8. P. 5688–5701.