• 제목/요약/키워드: Phonon scattering

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Phonon bottleneck effects of InAs quantum dots

  • Lee, Joo-In;Sungkyu Yu;Lee, Jae-Young m;Lee, Hyung-Gyoo
    • Journal of Korean Vacuum Science & Technology
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    • 제4권1호
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    • pp.27-32
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    • 2000
  • We have studied the carrier relaxation of InAs/GaAs modulation-doped quantum dots depending on the excitation wavelength and modulation-doping concentration by using the time-ressolved spectroscopy. At the excitation below GaAs barrier band gap, the relaxation processes become very slow, implying to observe the phonon bottleneck effects. On the other hand, at the excitation far above GaAs band gap, phonon bottleneck effects are broken down due to Auger processes. Increasing modulation-doping concentration, the relaxation times, by virtue of Coulomb scattering between electrons in GaAs doped layer and carriers in InAs quantum dots, are observed to become fast.

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Preparation of ultra-clean hydrogen and deuterium terminated Si(111)-($1{\times}1$) surfaces and re-observation of the surface phonon dispersion curves

  • Kato, H.;Taoka, T.;Murugan, P.;Kawazoe, Y.;Yamada, T.;Kasuya, A.;Suto, S.
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.4-5
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    • 2010
  • The surface phonon is defined as a coherent vibrational excitation of surface atoms propagating along the surface. It is characterized by a phonon dispersion curves, which were extensively studied in 1990's using helium atom scattering and high-resolution electron-energy-loss spectroscopy (HREELS)[1].The understanding is mainly based on the theoretical framework of a classical bond model or cluster calculations. The recent sample preparation and first principles calculations open the naval way to deep insight for surface phonon problems. The surface phonon dispersion on the hydrogen-terminated Si(111)-($1{\times}1$) surface [H:Si(111)] is the typical system and already reported experimentally [2] and theoretically [3], although the understandingis incomplete. The sample contaminated by the oxygen atoms on the surface and the calculations were also classical. In this study, firstly, we have prepared an ultra-clean H:Si(111) surface [4] and measured the surface phonon dispersion curvesusing HREELS. Secondly, we have performed first-principles density functional calculations with the projector augmented wave functionals, as implemented in VASP, using generalized gradient approximations. We used aslab of six silicon layers and both top and bottom surfaces were terminated with hydrogen atoms. Finally, we have compared with the surface phonon dispersion of deuterium-terminatedSi(111)-($1{\times}1$) surface[5] and led to our conclusions. The Si-H stretching and the bending modes are observed at 258.5 and 78.2 meV, respectively. These energies are the same as the previously reported values [2], but the energy-loss peaks at the lower energy regions are dramatically shifted. Through this combination study, we have formulated the procedure of preparing ultra-clean H:Si(111)/D:Si(111), which was confirmed by HREELS vibrational analysis. The Si surface will be utilized for further nano-physics research as well as for the materials for nano-fubrication.

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전자 포텐셜 변형과 포논 상호작용에 의한 준 이차원 Si 구조의 전도 현상 해석 (Quantum Transition Properties of Quasi-Two Dimensional Si System in Electron Deformation Potential Phonon Interacting)

  • 이수호;김영문;김해재;주석민
    • 전기학회논문지P
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    • 제66권3호
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    • pp.129-134
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    • 2017
  • We investigated theoretically the quantum optical transition properties of Si, in quasi 2-Dimensinal Landau splitting system, based on quantum transport theory. We apply the quantum transport theory (QTR) to the system in the confinement of electrons by square well confinement potential under linearly polarized oscillating field. We use the projected Liouville equation method with Equilibrium Average Projection Scheme (EAPS). In order to analyze the quantum transition, we compare the temperature and the magnetic field dependencies of the QTLW and the QTLS on four transition processes, namely, the intra-leval transition process, the inter-leval transition process, the phonon emission transition process and the phonon absorption transition process.

준 2차원 시스템에서 전자 변위 포텐셜 상호 작용에 의한 Si의 양자 전이 특성 (Qantum Transition properties of Si in Electron Deformation Potential Phonon Interacting Qusi Two Dimensional System)

  • 주석민;조현철;이수호
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.502-507
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    • 2019
  • 우리는 준 2차원 Landau 분할 시스템의 양자 광학 전이 특성을 실리콘(Si)에서 이론적으로 고찰하였다. Squre wall 구속 포텐셜에 의한 전자 구속 시스템에 양자 수송 이론(QTR)을 적용하였습니다. 평형 평균 투영 계획(Equilibrium Average Projection Scheme : EAPS)으로 계획된 Liouville 방정식 방법을 사용하였으며, 양자 전이를 분석하기 위해 포톤 방출 전이과정과 포논 흡수 전이 과정의 두 전이 과정에서 QTLW와 QTLS의 온도와 자기장 의존성을 비교하였습니다. 이 연구를 통해 Si의 QTLW와 QTLS의 온도와 자기장의 증가하는 특성을 발견하였으며, 또한 우세한 산란 과정이 포논 방출 전이 과정이라는 것을 발견했다.

메모리함수에 의한 단일 벽 탄소 나노튜브의 열전도도 (Thermal Conductivity of Single-Walled Carbon Nanotube by Using Memory Function)

  • 박정일;정해두
    • 한국진공학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.144-149
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    • 2013
  • 단일 벽 탄소 나노튜브(SWNT)의 열전도도를 구하기 위해서 메모리함수에 Kubo 등식을 사용하였다. 계산 과정에서 나타나는 발산의 문제를 해결하기 위해 전파인자는 연속 분수과정으로 전개하였다. 이러한 계산에서 메모리함수는 지금까지 제시된 다른 이론들 보다 많은 상호작용의 효과를 고려할 수 있다. SWNT에서 20 K 이하의 저온 영역은 온도의 증가에 따라 열전도도가 증가하며, (9,0) 보다 (10,0)이 다소 큰 값을 가지는데 이는 포논의 평균자유행로 $l_{ph}$가 직경의 크기와 관계 있음을 알 수 있다. 그리고 20 K 이상의 고온 영역에서는 비열이 거의 일정한 값을 가지므로 Umklapp 과정에 의해 열전도도는 감소하면서 최대값을 보이고, SWNT의 직경이 증가할수록 최대값의 위치도 고온 쪽으로 이동하는 것으로 조사되었다.

Thermoelectric properties of FeVSb1-xTex half-heusler alloys fabricated via mechanical alloying process

  • Hasan, Rahidul;Ur, Soon-Chul
    • Journal of Ceramic Processing Research
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    • 제20권6호
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    • pp.582-588
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    • 2019
  • FeVSb1-xTex (0.02 ≤ x ≤ 0.10) half-Heusler alloys were fabricated by mechanical alloying process and subsequent vacuum hot pressing. Near single half-Heusler phases are formed in vacuum hot pressed samples but a second phase of FeSb2 couldn't be avoided. After doping, the lattice thermal conductivity in the system was shown to decrease with increasing Te concentration and with increasing temperature. The lowest thermal conductivity was achieved for FeVSb0.94Te0.06 sample at about 657 K. This considerable reduction of thermal conductivities is attributed to the increased phonon scattering enhanced by defect structure, which is formed by doping of Te at Sb site. The phonon scattering might also increase at grain boundaries due to the formation of fine grain structure. The Seebeck coefficient increased considerably as well, consequently optimizing the thermoelectric figure of merit to a peak value of ~0.24 for FeVSb0.94Te0.06. Thermoelectric properties of various Te concentrations were investigated in the temperature range of around 300~973 K.

HEMT 소자의 2차원 계곡간 산란율 시뮬레이션 (Simulation of Two-Dimensional Intervalley Scattering Rate in HEMT Device)

  • 이준하;이흥주
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.336-339
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    • 2004
  • 본 논문은 Al/sub x//Ga/sub 1-x//As/Ga/sub y//In/sub l-y//As/GaAs 이종접합 소자의 2차원적 산란율을 해석하였다. 사각 양자 우물의 전자 준위는 슈뢰딩거와 포아송 방정식의 연계풀이에 의해 수치해석 적으로 해석하였다. 수치해석으로 얻어진 파동함수와 에너지 준위를 이용하여 이 구조에서 주요한 2차원 산란율들을 구하였다. 극성광학 포논, 음향 포논, 압전 산란, 이온화된 불순물 산란, 그리고 합금 산란이 첫 번째 두개의 하부 밴드에 대해 고려되었다. 또한 2차원에 대해 구하여진 이 결과는 같은 영역에서의 3차원 산란율과 비교하였다.

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Strained Si/Relaxed SiGe/SiO2/Si 구조 FD n-MOSFET의 전자이동에 Ge mole fraction과 strained Si 층 두께가 미치는 영향 (Effect of Ge mole fraction and Strained Si Thickness on Electron Mobility of FD n-MOSFET Fabricated on Strained Si/Relaxed SiGe/SiO2/Si)

  • 백승혁;심태헌;문준석;차원준;박재근
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권10호
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    • pp.1-7
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    • 2004
  • SOI 구조에서 형성된 MOS 트랜지스터의 장점과 strained Si에서 전자의 이동도가 향상되는 효과를 동시에 고려하기 위해 buried oxide(BOX)층과 Top Si층 사이에 Ge을 삽입하여 strained Si/relaxed SiGe/SiO₂Si 구조를 형성하고 strained Si fully depletion(FD) n-MOSFET를 제작하였다. 상부 strained Si층과 하부 SiGe층의 두께의 합을 12.8nm로 고정하고 상부 strained Si 층의 두께에 변화를 주어 두께의 변화가 electron mobility에 미치는 영향을 분석하였다. Strained Si/relaxed SiGe/SiO2/Si (strained Si/SGOI) 구조위의 FD n-MOSFET의 전자 이동도는 Si/SiO₂/Si (SOI) 구조위의 FD n-MOSFET 에 비해 30-80% 항상되었다. 상부 strained Si 층과 하부 SiGe 층의 두께의 합을 12.8nm 로 고정한 shrined Si/SGOI 구조 FD n-MOSFET에서 상부층 strained Si층의 두께가 감소하면 하부층 SiGe 층 두께 증가로 인한 Ge mole fraction이 증가함에 의해 inter-valley scattering 이 감소함에도 불구하고 n-channel 층의 전자이동도가 감소하였다. 이는 strained Si층의 두께가 감소할수록 2-fold valley에 있는 전자가 n-channel 층에 더욱더 confinement 되어 intra-valley phonon scattering 이 증가하여 전자 이동도가 감소함이 이론적으로 확인되었다.

정공과 격자의 온도를 고려한 새로운 정공 이동도 모델 (New hole mobility model including hole and lattice)

  • 김중식;김진양;김찬호;신형순;박영준;민홍식
    • 전자공학회논문지D
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    • 제35D권8호
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    • pp.31-37
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    • 1998
  • A new self-consistent hole mobility model that includes lattice and hole temeprature has been proposed. By including the lattice and hole temperatures as well as the effective transverse field and the interface fixed charge, the model predicted the saturation of hole drift velocity and showed the effects of coulomb scattering, surface phonon scattering, and surface roughness scattering. The calculated data by the model were compared with the reported experimental data and they were shown to agree quite well. The new model is expected to estimate the characteristics of very short channel devices in the in the hydrodynamic model simulation.

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