Квантовые ямы. 
Методы измерения энергетических параметров полупроводников

Квантовые ямы являются двумерными структурами (обычно толщиной 1−10 нм), в которых движение носителей заряда ограничено в одном направлении, т. е. возможно их перемещение только в плоскости. Квантово-размерный эффект проявляется когда характерный размер ямы становится сравним с длиной волны де Бройля частиц (обычно электронов или дырок), что приводит к появлению дискретного энергетического спектра электронов в направлении перпендикулярном плоскости ямы.

Плотность состояний такой квантовой ямы описывается формулой:

(4).

где mмасса электрона в зоне проводимости полупроводника; =120 мэВ; =2 мэВ (GaAs) [4].

В квантовых ямах плотность состояний электронов не зависит от их энергии, но когда значение энергии превышает энергию дна следующей минизоны, то плотность состояний резко возрастает, в отличие от квадратичной зависимости в массивных образцах (рис. 5). Кроме того, эффективная масса дырок в валентной зоне становится ближе к массе электронов в зоне проводимости. Эти особенности приводят к предпочтительности использования квантовых ям в оптических приборах. Если в квантовую яму добавить донорную примесь, то получится двумерный электронный газ, обладающий интересными свойствами при низкой температуре. Одним из таких свойств является квантовый эффект Холла, наблюдаемый в сильных магнитных полях. Если добавить акцепторную примесь, то получится двумерный дырочный газ.