Мележик Є. О. Моделювання зонної структури, транспортних властивостей та шумів у напівметалічних квантових ямах Hg1-xCdxTe для застосування в детекторах ТГц випромінювання

Робота присвячена чисельному моделюванню енергетичних спектрів та хвильових функцій носіїв заряду, електронних рухливостей та шумів у квантовій ямі на основі Hg1-xCdxTe напівметалічної фази, для її застосування в якості каналу ТГц-болометра на гарячих електронах. Розрахунки виконані для температури рідкого азоту Т = 77 К. Дослідження дозволили встановити, що при температурі рідкого азоту (77 К), у квантовій ямі за відсутності перекриття зон, у власному стані електронна рухливість є низькою у порівнянні з такою рухливістю при високих електронних концентраціях. Зростання концентрації електронів призводить до зростання їх рухливості на порядки, до величин, близьких до 1e6 см2/Вс. Встановлено, що домінантним механізмом розсіяння електронів є розсіяння на заряджених центрах, у той час як розсіяння на оптичних фононах є суттєво менш ефективним. Показано, що для систем із високою рухливістю електронів, домінантним шумом буде температурний (Джонсонівський) шум, а генераційно-рекомбінаційний та фоновий шуми будуть суттєво меншими. Чисельно змодельовано оптимальні параметри квантових ям Hg1-xCdxTe напівметалічної фази, необхідні для створення каналу болометричного ТГц-детектора, який би мав імпеданс, близький до імпедансу антени, та низький шум.