2.5.2. Структуры с расщепленным затвором

Электростатический подход используют также для того, чтобы «вырезать» квантовые шнуры и квантовые точки из двумерного электронного газа, образующегося, например, при модуляционном легировании и дельта-легировании. Для этого используют структуры с расщепленным затвором (split gate)  (рис. 2.8). Металлические электроды затвора наносят на поверхность полупроводника со скрытым слоем двумерного электронного газа. При подаче на них внешнего отрицательного смещения находящаяся под ними область полупроводника обедняется электронами вследствие эффекта Шоттки. Свободные электроны остаются только в узкой области, не подверженной воздействию электрического поля под затвором.

Увеличение обратного смещения приводит к расширению обедненной электронами области в окрестности расщепленных электродов, что дает возможность управлять геометрией индуцированной таким образом низкоразмерной структуры в одном и том же приборе. Конструируя расщепленные электроды соответствующим образом, можно сформировать одномерные (полосковыми электродами) или нульмерные (кольцевыми электродами) структуры.

Рис. 2.8. Структура с расщепленным затвором, обеспечивающая формирование одномерных и нуль-мерных элементов в скрытом слое двумерного электронного газа

Применение расщепленных электродов наиболее эффективно в модуляционно-легированных структурах и менее эффективно в дельта-легированных образцах. Это связано с тем, что для обеднения областей, имеющих высокую слоевую концентрацию электронов (больше 1013 см-2), необходимо прикладывать напряжения, которые превышают напряжение пробоя барьера Шоттки на границе металл/полупроводник.