Beata Staśkiewicz - Instytut Fizyki

2.42 Kropki kwantowe
Innym równie fascynującym zastosowaniem supersieci półprzewodnikowych
są kropki kwantowe 6 [9,18]. To niewielki obszar przestrzeni
ograniczony w trzech wymiarach barierami potencjału, nazywany tak, gdy
wewnątrz spułapkowana jest cząstka o długości fali porównywalnej z rozmiarami
kropki. Oznacza to, Ŝe opis zachowania cząstki musi być przeprowadzony
z uŜyciem mechaniki kwantowej.
Przez długi czas kropki kwantowe były tworem teoretycznym. Wraz
z rozwojem technologii układania cienkich warstw (takich jak MOCVD, MBE –
jedna z nich omówiona w rozdziale 2) stało się moŜliwe kontrolowanie procesu
wzrostu kryształów, a takŜe moŜliwości techniczne tworzenia kropek
kwantowych. Do najwaŜniejszych metod wytwarzania kropek kwantowych
w laboratoriach moŜna zaliczyć:
• kropki spontanicznie, powstające na granicy faz półprzewodników,
wzrastanych metodą MBE (tzw. self-assembled quantum dots, SAQD),
gdzie geometryczne nierówności słuŜą relaksacji napięcia
spowodowanego róŜnicą stałych sieci (tzw. metoda Stranskiego-
Krastanowa) [9],
• nanokryształy (ograniczenie ruchu elektronu przez granice kryształu) [9],
• kropki powierzchniowe, w których w dwuwymiarowym gazie
elektronowym na granicy faz półprzewodnikowych ogranicza się ruch
poprzez lokalne zuboŜenie materiału za pomocą przyłoŜenia napięcia do
bramek metalicznych [9].
2.9 Obraz rzeczywistych kropek "naciętych" na dwuwymiarowej strukturze
(rysunek zaczerpnięty z [9]).
6 Całkowite zamroŜenie swobodnego ruchu elektronów przez zamknięcie ich w kwazizerowymiarowej
kropce kwantowej jako pierwszym powiodło się naukowcom z Texas Instrument Incorporated. W 1986
roku grupa Reeda opisała kwadratową kropkę kwantową o boku długości 250 nm, wytrawioną
litograficznie. Niedługo później pojawiły się kolejne prace opisujące wykonanie tego typu kropek
w innych ośrodkach. Średnice opisywanych kropek były juŜ znacznie mniejsze i wynosiły 30-45 nm
[9].
21