ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2025. №1

УДК: УДК 538.9

ОСОБЕННОСТИ ПРОВОДИМОСТИ ДВУМЕРНОЙ ГРАФЕНОВОЙ
СВЕРХРЕШЕТКИ В КВАЗИКЛАССИЧЕСКИ СИЛЬНЫХ ВНЕШНИХ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЯХ С УЧЕТОМ ИОНИЗАЦИИ ПРИМЕСИ

С.Ю. Глазов¹, И.А. Подгорная^1,2

¹Волгоградский государственный социально-педагогический университет,
400005, г. Волгоград, проспект им. В.И. Ленина, 27

²Волгоградский государственный медицинский университет,
400066, г. Волгоград, площадь Павших Борцов, 1

Статья поступила в редакцию 22 октября 2024 г.

Аннотация. Целью данной работы является теоретическое исследование особенностей проводимости двумерной сверхрешетки на основе графена в квазиклассически сильных постоянном и переменном электрических полях с учетом ионизации примесных центров в рамках квазиклассического подхода. Обнаружено различие между направлением вектора плотности тока и вектором напряженности постоянного электрического поля в сильных электрических полях (эффект Сасаки-Шибуйя). Изучена зависимость угла j между этими векторами от угла поворота вектора напряженности постоянного электрического поля. Рассмотрено, как меняется j, если на структуру дополнительно действует переменное электрическое поле.

Ключевые слова: двумерная графеновая сверхрешетка, плотность тока, эффект Сасаки-Шибуйя, ионизация примесей.

Автор для переписки: Глазов Сергей Юрьевич, ser-glazov@yandex.ru

Литература

1. Сорокин П.Б., Чернозатонский Л.А. Полупроводниковые наноструктуры на основе графена // Успехи физических наук. – 2013. – Т. 183. – №. 2. – С. 113-132.

2. Forsythe C. et al. Band structure engineering of 2D materials using patterned dielectric superlattices // Nature nanotechnology. – 2018. – Т. 13. – №. 7. – P. 566-571.

3. Zhang Y. et al. Electronic transport in a two-dimensional superlattice engineered via self-assembled nanostructures // npj 2D Materials and Applications. – 2018. – Т. 2. – №. 1. – С. 31.

4. Kryuchkov S.V., Popov C.A. Two-dimensional graphene superlattice: energy spectrum and current-Voltage characteristics // Journal of Nano- and Electronic Physics. – 2017. – Vol. 9, No. 2. – P. 02013.

5. Ратников П.В. Сверхрешетка на основе графена на полосчатой подложке // Письма в ЖЭТФ. – 2009. – Т. 90. – № 6. – С. 515-520.

6. Kryuchkov S.V., Popov C.A. Transport properties of the two-dimentional graphene superlattice effect of the constant and alternating electric field // 2017 IEEE 7th International Conference Nanomaterials: Application & Properties (NAP). – IEEE, 2017. – С. 03CBN09-1-03CBN09-5.

7. Крючков С.В., Сыродоев Г.А. Эффект Франца-Келдыша в узкозонных полупроводниках в сильном переменном поле // Известия вузов. Радиофизика. – 1990. – Т. 33. – № 6. – С. 762-764.

8. Глазов С.Ю., Мещерякова Н.Е., Подгорная И.А. Управление проводимостью двумерной графеновой сверхрешетки поперечными электрическими полями // Известия Российской академии наук. Серия физическая. – 2023. – Т. 87. – №. 1. – С. 34-37.

9. Бадикова П.В., Глазов С.Ю., Сыродоев Г.А. Высшие гармоники плотности тока в двумерной сверхрешетке на основе графена в условиях воздействия внешних электрических полей с учетом ионизации примеси // Известия Российской академии наук. Серия физическая. – 2020. – Т. 84. – №. 1. – С. 38-42.

10. Бадикова П.В., Глазов С.Ю., Сыродоев Г.А. Особенности ионизации примесей в квазиклассически сильных постоянном и переменном электрических полях в двумерной сверхрешетке на основе графена // Физика и техника полупроводников. – 2019. – Т. 53. – №. 7. – С. 927-934

11. Завьялов Д.В., Конченков В.И., Крючков С.В. Выпрямление поперечного тока в сверхрешетке на основе графена // Физика и техника полупроводников. – 2012. – Т. 46. – №. 1. – С. 113-120.

12. Глазов С.Ю., Мещерякова Н.Е. Генерация высших гармоник в сверхрешетке на основе графена в присутствии постоянного электрического поля // Наносистемы: физика, химия, математика. – 2012. – Т. 3. – №. 1. – С. 64-70.

13. Крючков С.В., Кухарь Е.И. Влияние поперечного электрического поля на продольную вольт-амперную характеристику графеновой сверхрешетки // Физика и техника полупроводников. – 2016. – Т. 50. – №. 2. – С. 218-222.

14. Глазов С.Ю. Управление проводимостью графена поперечными статическим и переменным электрическими полями // Известия Российской академии наук. Серия физическая. – 2019. – Т. 83. – №. 1. – С. 19-23.

15. Басс Ф.Г., Булгаков А.А., Тетервов А.П. Высокочастотные свойства полупроводников со сверхрешетками. – Москва: Наука, 1989. – 288 с.

16. Базь А.И., Зельдович Я.Б. Переломов A.M. Рассеяние, реакции и распады в нерелятивистской квантовой механике // М.: Наука. – 1971.

17. Попов В.С., Карнаков Б.М., Мур В.Д. Ионизация атомов в электрическом и магнитном полях и метод мнимого времени // Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. – 1998. – Т. 113. – №. 5. – С. 1579-1605.

18. Зеегер К. Физика полупроводников. – Москва: Мир, 1977. - 615 с.

Для цитирования:

Глазов С.Ю., Подгорная И.А. Особенности проводимости двумерной графеновой сверхрешетки в квазиклассически сильных внешних электрических полях с учетом ионизации примеси. // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – №. 1. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.1.8