Двумерный электронный газ в структуре металл–Al$_{x}$Ga$_{1-x}$As–GaAs с селективным легированием

В приближении треугольной потенциальной ямы рассчитаны зависимости энергии дна двумерных подзон, их относительной заселенности и полной поверхностной плотности электронов от напряжения на металле $\varphi_{G}$ в структуре металл–Al$_{x}$Ga$_{1-x}$As–GaAs с сильно легированным Al$_{x}$Ga$_{1-x}$As и чистым GaAs. Показано, что результаты расчета хорошо согласуются со строгим самосогласованным расчетом и экспериментом. При ${T=77}$ K электронный газ в проводящем канале структуры можно считать двумерным при практически любых значениях $\varphi_{G}$. При ${T=300}$ K и $\varphi_{G}$, близких к напряжению перекрытия канала, заселенность верхних подзон достаточно велика, вследствие чего электронный газ становится существенно трехмерным. Доля электронов в верхних подзонах растет с уменьшением их максимальной поверхностной плотности в проводящем канале.