Theory of the shear acoustic phonons spectrum and their interaction with electrons due to the piezoelectric potential in AlN/GaN nanostructures of plane symmetry

Анотація

З використанням моделей пружного та діелектричного континууму отримано систему диференціальних рівнянь, знайдені точні аналітичні розв’язки якої описують пружне зміщення середовища нітридної напівпровідникової наноструктури та п’єзоелектричний ефект, який зумовлений поперечними акустичними фононами. Розвинено теорію спектрупоперечних акустичних фононів та пов’язаного з ними п’єзоелектричного потенціалу. Показано, що поперечні акустичні фононине взаємодіють з електронами через деформаційний потенціал, проте така взаємодія може відбуватися через п’єзоелектричний потенціал. За допомогою методу температурних функцій Гріна та рівняння Дайсона отримано вирази, які описують температурні залежності зміщень рівнів електронного спектру та їх згасання. Розрахунки спектру електронів, акустичних фононів та характеристик, що визначаютьїх взаємодію при різних температурах, виконувались на прикладі фізичних та геометричних параметрів типової AlN/GaN наноструктури, що може бути елементом окремого каскаду квантового каскадного лазера чи детектора.