Вестник ТГПУ им Л.Н. Толстого №4 2007

№ 4, 2007 ВЕСТНИК ТГПУ им. Л. Н. Толстого прежде всего нужно найти подходящую пару материалов, составляющих гетерострукту­ ру. При этом для создания «идеального» гетероперехода с бездефектной границей необ­ ходимо подобрать полупроводники с хорошо согласующимися постоянными кристалли­ ческих решеток [3], расхождение которых не должно превышать 0,5 %. При данных условиях рассеяние, связанное с примесями и дислокациями, практически отсутствует и отражение от гетерограницы будет «зеркальным». Это будет способствовать сохранению когерентности потока и не повлияет на длину свободного пробега электрона, что являет­ ся необходимым для использования подобных структур в полевых транзисторах. Ферромагнитная гетероструктура PbS-EuS обладает всеми перечисленными выше критериями и оптимально подходит для создания на ее основе полевых транзисторов. При этом использование одним из компонентов сверхрешетки сульфида свинца оправды­ вается крайне высокой подвижностью электронов в данном материале (д~106 см2/в с), приводящей к образованию проводящего канала. Более того, при образовании гетеропе­ рехода PbS-EuS наблюдается переход полупроводникового PbS в вырожденное состоя­ ние, что приближает проводящие свойства данного соединения к металлическим. Боль­ шая величина статистической диэлектрической проницаемости (epbs = 195) является одной из причин высокой подвижности носителей тока в PbS, приводящей к тому, что , я2 ч кулоновское взаимодействие (----- - ) , а следовательно и взаимодействие электронов £Г с ионами решетки, в данном материале мало. Установим количественные соотношения, позволяющие описать характеристики прибора исходя из подвижности электронов. При этом учтем, что в рассматриваемом по­ левом транзисторе электрические поля будут сильными и подвижность нельзя рассмат­ ривать как параметр, не зависящий от поля. Структура такого планарного полевого тран­ зистора схематически приведена на рис. 1. В подобном приборе электрическое поле в канале может быть достаточно сильным, поэтому основным параметром будет не подвижность носителей, а их скорость. При этом необходимо рассчитать концентрацию носителей на гетерогранице. Ес2__________Ev2 EuS 4f- полоса / у/ / / / / / / л Y / А / / / PbS Eel EV! \ \ \ \ \ \ \ \ ' К \ \ \ \ \ EuS - г / V PbS \ \ \ \ \ \ \ \ ' \ \ \ \ \ EuS / / / / / / / / . Y / - Рис. 1. Схема транзисторной гетероструктуры (ферромагнитные области заштрихованы, Ес и Ev- дно и потолок зон проводимости материалов)