Electronic, Transport, and Optical Properties of Broken-Gap Heterostructures

Abstract: Popular Abstract in Swedish I avhandlingen undersöks fysikaliska egenskaper hos heterostrukturer med brutna energigap med hjälp av en flerbands k.p modell och självkonsistenta beräkningar. Heterostrukturer med brutna energigap består av halvledarna InAs, GaSb och AlSb och karaktäriseras av en speciell bandstruktur där ledningsbandet i InAs överlappar med valensbandet i GaSb. På grund av bandöverlappet uppkommer antikorsningsområden i energidispersionen samt elektron-hål hybridisering. Förutom en populärvetenskaplig sammanfattning på svenska och en inledning består avhandlingen av sju vetenskapliga artiklar. Artikel 1 sammanfattar tidigare forskning kring heterostrukturer med brutna energigap medan de övriga artiklarna innehåller ny kunskap om dessa material. Interbandtransport i tunnlingsstrukturer undersöks i artiklarna 2, 3 och 6. I artikel 2 demonstreras vikten av att inkludera både de spänningar som uppkommer på grund av att halvledarnas gitter inte passar ihop och bulk anisotropin i den teoretiska modellen. I artikel 3 studeras den elektriska strömmens spinpolarisering i närvaro av ett kvantiserande magnetiskt fält. Spinpolarisering kan vara betydande vilket gör dessa system lämpliga som att användas som spinfilter. I artikel 6 undersöks spänningströskeln. Artikeln föreslår att ett magnetiskt fält kan användas för att ändra transportegenskaperna mellan tunnlingsbeteendet och ett ohmskt beteende. I artikel 4 undersöks spinpolariseringen hos en elektron-hål gas i en asymmetrisk kvantbrunn under en lateral likström. Spinpolariseringens tecken ändras vid övergången mellan normal och hybridiserad halvledare. I artikel 5 undersöks hur cyklotronmassan och g-faktorn för hybridiserade egentillstånd i en kvantbrunn beror på det magnetiska fältet. Vid antikorsningarna uppstår karaktäristiska diskontinuiteter och g-faktorns tecken kan ändras. I artikel 7 undersöks optiska övergångar inducerade av linjärpolariserat ljus. Artikeln visar hur den lägre symmetrin vid gränsytorna, bulk inversionssymmetrin och elektron-hål hybridiseringen gör att fler optiska övergångar blir tillåtna.