DISORDERED SUPERSTRUCTURES

Résumé
Les méthodes de fabrication de semiconducteurs, telles que l'épitaxie par jet moléculaire et la croissance de couches moléculaires par dépôt dans le vide, permettent d'obtenir des semiconducteurs lamellaires, avec un désordre partiellement ou complètement contrôlé. Nous allons discuter un certain nombre de cas pouvant être potentiellement étudiés. (1) Les surstructures à désordre aléatoire. Ce type de structures est obtenu, par exemple, par croissance de couches de GaAs/Al_xGa_1-xAs dont les épaisseurs, les compositions ou le dopage sont délibérément contrôlés par un nombre générateur aléatoire et présentent ainsi un désordre aléatoire reproductible. Les énergies et les éléments de matrice de l'effet tunnel entre les puits de potentiel sont fonction de l'épaisseur de ces couches. Ces éléments de matrice dépendent principalement de la composition des couches. Des microchamps électriques sont produits quand on altère le dopage. Une caractéristique intéressante des surstructures aléatoires est leur dimension spatiale finie, ce qui permet d'étudier 1'apparition de la localisation des électrons en fonction de la taille de 1'échantillon. La possibilité de faire croître des semiconducteurs décrits de façon réaliste par le modèle de désordre d'Anderson, (ou une variante de ce modèle) sera discutée. Des prédictions des effets du désordre sur la densité d'états électroniques seront données. (2) Désordre aléatoire microscopique. A une échelle microscopique (5Å), les états électroniques ne sont pas sensibles au désordre parce qu'ils sont "amalgamés", mais les états des phonons y sont sensibles dans virtuellement tous les semiconducteurs. Nous allons prédire les densités d'états des phonons de volume dans des alliages semiconducteurs stables et métastables. Et, si notre recherche progresse bien pendant le temps situé entre la soumission de ce résumé et la conférence, nous pourrons présenter des résultats sur des super-réseaux faits avec des alliages.

Abstract
Semiconductor fabrication schemes such as MBE and MOCVD offer the opportunity to grow layered semiconductors with disorder that is partially or fully controlled. We shall discuss a number of cases for potential study. (1) Random superstructures. For these structures, one grows layers of, say, GaAs/Al_xGa_1-xAs, whose thicknesses, compositions, or doping are deliberately controlled by a random number generator, and so are reproducibly random. Varying the thicknesses causes the energies and inter-well tunnelling matrix elements of quantum-well electronic states to vary ; varying the compositions changes primarily the inter-well matrix elements ; and altering the doping produces random electric microfields. An interesting feature of random superstructures is that they are finite in extent, and offer the possibility of studying the onset of electronic localization as a function of size. The possibility of growing semiconductors that are realistically described by Anderson's model of disorder (or variant's of Anderson's model) will be discussed. Predictions of the effects of the disorder on the electronic density of states will be given. (2) Microscopic randomness. On a microscopic (5Å) scale electronic states are insensitive to disorder because they are "amalgamated", but phonon states are disorder-sensitive for virtually all of the semiconductors. We shall present predictions of phonon spectral densities for bulk semiconducting alloys, both stable and metastable ; and, provided our research goes well during the period between submission of this abstract and the conference, we shall present results for alloy superlattices.