Rev. Phys. Appl. (Paris) 22, 1501-1513 (1987)
DOI: 10.1051/rphysap:0198700220110150100

Etude de la dynamique des électrons à deux dimensions dans les hétérojonctions

J. Zimmermann et Wu Yen

Centre Hyperfréquences et Semiconducteurs U.A. au C.N.R.S. n° 287, Université de Lille I, 59655 Villeneuve d'Ascq Cedex, France

Abstract
With the recent advent of devices using heterojunctions, like HEMTs, there exists now a growing interest in the physical study of two-dimensional electron dynamics. In this paper, we detail a Monte Carlo model which allows one to easily study transport phenomena at high electric field. We also present a model for the coupling between a two-dimensional electron system and a three-dimensional electron system embedded in the same material. One then computes the electron drift velocity as function of bias fields applied to the system. A preliminary approach of diffusion is also carried out.

Résumé
L'étude détaillée de la dynamique électronique à deux dimensions est devenue un besoin avec l'avènement des composants utilisant les hétérojonctions comme, par exemple le HEMT. Nous décrivons en détail un modèle de type Monte Carlo qui permet une étude aisée des phénomènes de transport en champ électrique fort. Entre autres, nous proposons un modèle prenant en compte le couplage entre un système d'électrons à deux dimensions et un système d'électrons à trois dimensions coexistant dans le même matériau. Nous calculons ainsi la vitesse de dérive électronique en fonction des polarisations appliquées au système. Une première approche du phénomène de diffusion est également effectuée.

PACS
7340L - Electrical properties of semiconductor to semiconductor contacts, p n junctions, and heterojunctions.
2530B - Semiconductor junctions.

Key words
high field effects -- Monte Carlo methods -- semiconductor junctions -- semiconductor -- heterojunctions -- two dimensional electron dynamics -- Monte Carlo model -- transport phenomena -- high electric fields -- three dimensional electron system -- electron drift velocity -- diffusion