Übergitter

Folgen Quantentröge in Abständen von atomarer Größenordnung aufeinander, führt dies zu einer nicht vernachlässigbaren Tunnelwahrscheinlichkeit zwischen den Trögen.

Abbildung: Schematisches Übergitter ( $d,b \simeq a_{0}$)

Es entsteht so eine neue ,,Gitterstruktur``, ein sog. Übergitter (superlattice, Abb. A.3) mit einem Vielfachen der eigentlichen Kristall-Gitterkonstante. Wie im Kristallgitter müssen die Ladungsträger die Blochbedingung erfüllen, wie bei der ersten Brillouinzone im Kristallgitter kommt es zu einer Rückfaltung (zone folding, Abb. A.4) der $\vec{k}$-Werte in die Gegend von $\vec{k}=\vec{0}$. Diese neue erste Brillouin-Zone füllt nur einen Bruchteil der ursprünglichen aus, denn die größere Gitterkonstante führt im reziproken Gitter zu kleineren $\vec{k}$-Werten. Das Übergitter führt also auch zu einer neuen Bandstruktur.

Abbildung: Resultierendes zone folding durch ein Übergitter

Diese Rückfaltung soll z.B. im Falle von Silizium prinzipiell das große Manko der indirekten Bandübergangs beheben können, indem ein geeignet gewähltes Übergitter die Unterkante des Leitungsbandes nach $\vec{k}=0$ zurück faltet, wo das Maximum des Valenzbandes liegt. Eine experimentelle Realisierung ist bisher nicht erfolgt.