МЕЗОСКОПИЧЕСКАЯ ФИЗИКА

Постоянно возрастающий интерес к исследованию физиче­ских свойств полупроводниковых объектов очень небольшого размера (прежде всего, в нанометровом диапазоне) обусловлен несколькими факторами, главным из которых является общая тенденция к использованию микроэлектронных интегральных схем, в которых малые размеры сочетаются с повышенными ра­бочими частотами, улучшенными характеристиками и низкой стоимостью производства. Дополнительным фактором (воз­можно, более значимым с научной точки зрения) выступает то, что работа таких приборов основана на фундаментально новых квантовых физических эффектах (таких, как резонансное туннелирование, квантование проводимости, кулоновская блокада, квантовый эффект Холла и др.). Кроме того, очень часто новые вещества и характеристики оказываются пригод­ными к непосредственному использованию в новых приборах, имеющих практическое и коммерческое применение (лазеры на квантовых ямах, одноэлектронные транзисторы, оптические модуляторы на квантовом эффекте Штарка в ограниченных размерам (confined quantum Stark effect) системах и др.

Начнём с описания современных микроэлектронных и оптоэлектронных структур, ставших основой новейших направлений нанотехнологии. В связи с этим вводится некоторый набор параметров и концепций так называемой мезоскопической физики (прежде всего, речь идет о характеристических длинах), необходимых для описания наноструктур. Затем рассматриваются физические осно­вы существования и создания полупроводниковых объектов с «пониженной размерностью»: двумерных (2D) квантовых ям, одномерных (ID) квантовых проволок и нульмерных кванто­вых точек (OD).