Структуры с одномерным электронным газом (квантовые нити)

Получение квантовых структур с эффективной размерностью меньше двух (квантовых нитей и точек) является более сложной задачей. Наиболее распространенным способом ее решения является субмикронная литография. При этом исходным объектом является структура с двумерным газом. Гетероструктура подвергается литографической процедуре, в ходе которой движение электронов ограничивается еще в одном из направлений. Для этого используются два различных подхода: 1) непосредственное «вырезание» узкой полоски с помощью литографической техники (рисунок 3 а). При этом для получения электронных нитей шириной в десятки нанометров, где квантование энергии электронов будет заметным, не обязательно делать полоски столь малой ширины. На боковых гранях вытравленной полоски, как и на свободной поверхности полупроводника могут образовываться поверхностные состояния, создающие слой обеднения. Этот слой вызывает дополнительное сужение проводящего канала, в результате чего квантовые эффекты можно наблюдать и в полосках большей ширины - порядка десятой доли микрона. 2) Поверхности полупроводниковой структуры с двумерным газом покрывают металлом, создающим с полупроводником контакт Шоттки и имеющим узкую щель (рисунок 3 б).

Рисунок 3 - Гетероструктуры с квантовыми нитями, полученные с помощью

субмикронной литографии за счет вытравливания узкой полоски из самой

структуры (а) или щели в затворе Шоттки (б).1 – AlGaAs; 2 – GaAs; 3 –

электронный газ; 4 – металлический затвор.

Если гетерограница находится достаточно близко от поверхности, то двумерные электроны будут отсутствовать всюду, кроме узкой области под щелью. Преимущество такой одномерной структуры: меняя напряжение на металлическом затворе, можно управлять эффективной шириной квантовой нити и концентрацией носителей в ней.