Kuantum iyileri, modern yarı iletken teknolojinin temel taşı haline geldi, çok hassas bir optik dizide dramatik performans sıçramalarına izin verdi.Kuantum tabakalarında kuantum sınırlamasını kullanarak, mühendisler daha verimli lazerlere yol açan, daha hızlı transistörlere ve son derece hassas bir araştırmaya yol açtılar. nano ölçekli mühendisler, tam olarak sahip olan performans özelliklerini açığa çıkardılar.

Kuantum Wells Nedir?

Bir kuantum iyi, elektronlar ve deliklerle kalın bir bölgeye kadar sınırlı olan potansiyel bir kuyu yaratır - genellikle sadece birkaç nanometrenin sabit bir dalga dalga boyuna kadar genellikle taşıyıcıların hareketine göre, bu tür aşırı uzaysal bir yoğunlukta, katmanların sabitlenmesi, tabakaların hesaplanmasında, elektronların ve deliklerdeki kapalı enerji seviyelerinin sabit malzemeden elde ettiği potansiyel bir şekilde iyi hale gelir.

kuantum iyilerinin anlaşılmasının anahtarı, bir boyutlu potansiyel iyi taşıyıcıların davranışlarında yatıyor. Schrödinger denklemi sonlu bir şekilde tahmin etmek için son derece ayrıntılı olarak doğrulanmış devletler arasında, elektronlar ve delikler için izin verilen enerji durumlarının bir merdivenini doğrultmak: epit aksiyel büyüme sırasında iyi bir kalınlık ve bir cihazın emisyonu veya dengelemesi sırasındaki derinliğine bağlı olarak, sabit bir hedef için daha büyük enerji ayrımlarını ortaya koyarlar.

Modern kuantum kuyuları tipik olarak moleküler kiriş epitaxy (MBE) veya metalik kimyasal buhar (MOCVD), monokatlı maküla kalınlığına izin veren tekniklerdir. Ortak malzeme sistemleri galyum arseni (GaAs) / galyum arsenide (GaAs) yakın uygulamaları için, ultraviyole tabakaların ve daha iyileştirici tabakaların sabit tabakalarının ve daha iyi performanslarının sabitlenmesi için (InGaAs) içerir.

Kuantum Wells Nasıl Geliştirilir

Kuantum iyileri, birkaç ilgili fiziksel mekanizmalar aracılığıyla yarı iletken cihazlar geliştirir. kuantum sınırlanmanın kombinasyonu, değiştirilmiş devlet yoğunluğu ve özellikle lazerlerde, transistörler ve dektörlerde telaffuz edilen taşıyıcı sayısı artırmaktadır.

Birleşik Devletler'in Yoğunluğu ile artan Verimlilik

Katı yarı iletkenlerde, elektronik devletlerin yoğunluğu, enerjilerin geniş bir yelpazesine enjekte edilen taşıyıcıların, radiative rekombinasyon verimliliğini birçok taşıyıcının bölgede olduğu gibi, bir kuantum veya lazer yoğunluğunda, bu, her alt bant kenardaki sürekli bir değere sahip olduğu anlamına gelir.Bu, bant kenarı yakınında enerjilerin verimliliğini azaltmaktadır, radyasyonun olasılıklarını dramatik bir şekilde artırmak için fotonlarca yüksek oranda artacaktır.

Lower Threshold Currents in Seiko Lasers

Bir kuantumdaki devletlerin adım gibi yoğunluğu da, lazer diyotlarında nüfus geri dönüşüm elde etmek için gerekli olan eşiğine de azaltır.Bu, yüksek oranda pompalanan, yüksek orandaki çift-heteroyapı lazerlere kıyasla eşiği doldurmalıdır.

Geliştirilmiş Hız ve Yüksek Frekans Operasyonları

Kuantum iyileri iki temel mekanizmayla yüksek frekanslı hız performanslarını geliştirir: taşıyıcı geçiş süreleri ve gelişmiş kanal taşıma. Yüksek çözünürlükte (MTHEs), kanala geçiş yapan, iki elektronlu gaz (2DEG) arasındaki arayüzde iyi bir şekilde oluşturulur ve taşıyıcılar fiziksel olarak parçalanır (GaAs veya InGaAs) ve elektronlara geçiş yapar.

Tailored Optik Özellikler

Bir kuantumun optik özellikleri - absorpsiyon katsayısı, emisyon büyüklüğü ve osilatör gücü - doğrudan geometrik ve materyal parametreleri ile doludur.Enerji ısıtımı[Dönetici:0)[DüzDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞ

Kuantum Wells'in Anahtar Uygulamaları

kuantum kuyularının eşsiz özellikleri, geniş bir ticari ve bilimsel uygulamalar dizisine olanak sağlamıştır. Aşağıdaki bölümler kuantum iyi yapılara güvenen en etkili teknolojileri detaylandırır.

Optik İletişim için Lazer Yarısı

Kuantum iyi lazerler modern fiber optik iletişimde baskın ışık kaynağıdır.GaAsP/InP çoklu kuantum kuyuları, yüksek güç ve line genişliğinin yüksek boyutlu test için gerekli olan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte 100 Gbps'ye kadar olan veri bağlantılarını kullanarak, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, hızlarda yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte daha düşük çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan bir yüksek çözünürlükte kullanılabilir.

Yüksek-Electron-Mobility Transistors (HEMTs)

HEMT'ler, 2DEG'nin, son zamanlarda, InGaAs kanallarını kullanarak en yüksek hız ve düşük gürültüyü transistör teknolojiler arasında elde etmek için kuantum iyi arayüzde oluşturduğunu iddia ediyor. [FONTS][/FONT=FONT=FONT=FONT=QSTR][[DNT=2][/FONT=DNT=D) [QUDNT=QS CONT=Q CONT=FONT=STRNT=QS S CONT=FONT=FONT=SNT=FONT=FONT=FONT=STRNT=S S S FONT=SNT=SNT=Q=FONT=FONT=FONT=FONT=Q=Q=Q=Q=FONT=QSTR=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=QSTRNT=QSTRNT=QSTRNT=QSTRNT=QSTRNT=QSNT=QS FONT=QS CONT=QS CONT=QS CONT=FONT=QSTRNT=FO

Fotodetectors ve Photodetectors

Kuantum iyi kızılötesi fotodetectors (QWIPs) geniş bir yüzeysel dalga dalgalar üzerinde hassas bir algılama sağlar, yaklaşık 3 μm'den 20 μm'ye kadar.KWIP'lerin aksine, QWIP'ler Intersubband absorpsiyonunu kullanır - fotonlar yüksek bir duruma veya süreklilik için iyi bir şekilde uyarılır.

Kuantum Cascade Lazerleri (QCL)

Kuantum katları, çeşitli veya yüzlerce tekrarlanan kuantum / karafil tabakaları temsil eder (her biri, ışık emisyonlarının her adıma kadar sabit bir şekilde kullanıldığı, bir fotonla birlikte kullanılmasının zorlandığı gibi).

Yüksek performanslı LED ve Ekranlar

Visible ve ultraviyole LED'ler, taşıyıcıları sınırlı tutmak ve radiative recombinasyon geliştirmek için aktif bölgede kuantum kuyularına güveniyor.InGaN/GaN sisteminde, çok sayıda kuantum yüksek akımlarda (daha iyi droop) ve daha iyi kuantum boyaları ile gelişmiş olan yüksek çözünürlükte, daha yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte olan mikro-fikre sahip olan mikro-fikre sahip olan mikro-fikre sahip olan mikro-fikre sahip olan mikro-fikre sahip olan nano-fikreasyonlar için daha iyi bir şekilde gelişmiş olan mikro-fikre sahip olan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte.

Future Perspektifleri

kuantum iyi teknolojinin devam eden evrimi daha yüksek performans, düşük maliyet ve yeni fonksiyonellik arayışı ile yönlendirilir. kuantum iyilerin ulaşılmasına dair birkaç yol ortaya çıkmaktadır.

Yeni Malzemeler: 2D yarı iletkenler ve Öteki

Monokatli geçiş metal dichalcogenides (TMDs, e.g., MoS2, WS2, WSe2) doğal olarak ince doğası, oda içi basıncı için aşırı sınırlılık sağlar, lattice-tablok engellerin açılmasına gerek kalmadan, çöpe atıl van der Waals tabakalarından oluşan heteroyapıların açılmasına olanak sağlar. Bu malzemeler güçlü exitonik etkiler ve büyük bağlayıcı enerjiler sunar.

Topological and Strain-Mühendis Kuantum Wells

Topological insulators (örneğin, Siste gibi son derece yanlış substratlar kullanarak) sergilenen kenar eyaletlerde, farklı taşıma ve sağlam kuantum hesaplama işlemlerinin geliştirilmesi için bazı lazer tasarımlarında zaten kullanılabilir. “dijital alaşımların mühendislik - örneğin, oldukça yanlış eşleştirmeli substratlar kullanılarak, GaAs on Si2Se3 ince filmlerini değiştirebilir ve yeni fiziksel etkiler tanıtılabilir kuantum kuyuları zaten bazı lazer tasarımlarda kullanılabilir.

Kuantum Bilgileri ve Fotonikler

Kuantum iyileri, tek foton kaynakları ve entangaçlı-fotoğraflı yayarlar olarak incelenirler.Şu anda tek fotonikler için daha fazla ölçeklenebilir bir platform sağlar (kuantum iyiler), ayrıca kutuplaşmalı fotonikler çiftleri oluşturmak mümkündür (SiGe/Siquscades) şu anda tek fotonikler için daha yüksek sadakat sunar.

Terahertz ve Plasmonik Cihazlar

Kiloahertz boşlukları (0.1-10 THz) kuantum iyi cihazların önemli bir etki yaratabileceği bir sınır olarak kalır. Terahertz kuantum cascade lazerler (THz QCLs) GaAs/AlGaAs'ye ulaştıkları gibi, 1 W puld modundan çıktıya ulaştıkça, yine de optik ağlayıcı ağlayıcısı ile bağlantı kurmaları ve çatlakları kullanarak yeni malzeme bağlantılarını şekillendirmeye odaklanır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Kuantum iyileri zaten yarı iletken elektronik ve fotonikleri devrime uğrattı, spektrumun kenarlarında sinyalleri sağlayan kanıtlanmış bir platform sağladı ve görünmez olan malzemelerle ilgili olarak, düşük boyutlu fizikteki taşıyıcıları yoğunlaştırabilme yeteneğimiz nanometer hassasiyetle ve saçılım kaynaklarından ayrı taşıyıcılar, gelecek nesiller için temel bir bina bloğu olmaya devam edecek, kuantum bilgisayarlardan gelen sinyalleri geleceğe dönük görüntülere ve mühendislere göre keşfedeceklerdir.