Аннотация. Предложен метод расчета упругих механических напряжений и индуцированных электрических полей в приграничной области «квантовая нить -матричный материал». Поверхность квантовой нити произвольной формы можно аппроксимировать ограниченным числом элементарных участков. Это позволяет провести интегрирование функции Грина в аналитическом виде с использованием подхода Штро. Объектами исследования служили квантовые нити арсенида индия квадратного сечения, помещенные в бесконечное

more »

... матричного материала из арсенида галлия, а также квантовые нити нитрида индия гексагонального сечения, заключенные в бесконечное пространство нитрида алюминия. Установлено, что на границе «квантовая нить -матричный материал» формируется скачок механических напряжений для обоих типов квантовых нитей. Упругие напряжения в центре квадратной нити InAs (γ xx + γ zz ) = 0,107, в центре гексагональной нити InN -(γ xx + γ zz ) = 0,196. Внутри квадратной квантовой нити InAs распределение x-компоненты напряженности поля возрастает и достигает максимума E x = 0,4 · 10 7 В/м. Для гексагональной нити на границе создается скачок напряженности x-составляющей электрического поля, симметрично спадающий по обе стороны границы. В центре гексагональной нити InN напряженность электрического поля становится отрицательной и снижается до E x = −47 · 10 7 В/м. На границе квадратной нити InAs и матрицы GaAs наблюдается максимум E z = −0,8 · 10 7 В/м. В отличие от квадратных нитей для гексагональных нитей в приграничной области InN/AlN создается поле E z = −138 · 10 7 В/м. Ключевые слова: гетероструктуры с квантовыми нитями, функция Грина, упругие напряжения, индуцированные электрические поля. Abstract. We proposed a method for calculation of elastic mechanical strain and induced electric fields in the boundary region "quantum wire -matrix material". It is shown that the surface of a quantum wire of arbitrary shape can be approximated by a limited number of elementary line segments. This approach makes it possible to integrate the Green's function in analytical form using the Stroh approach. The objects of investigation were square quantum wires of indium arsenide placed in an infinite space of gallium arsenide matrix material, as well as hexagonal indium nitride quantum wires enclosed in an aluminum nitride infinite space. It is established that a mechanical strain jump is formed at the quantum wire -matrix material boundary for both types of quantum wires. The elastic strain at the center of the InAs square wire is (γ xx + γ zz ) = 0.107, at the center of the InN hexagonal wire is (γ xx + γ zz ) = 0.196. Inside the square InAs quantum wire the distribution 1 Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова (Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Rostov Region, Russian Federation), Российская Федерация, 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132, e-mail: chebotarev.sergei@gmail.com 2 Южный научный центр Российской академии наук (Southern Scientific Centre, Russian Academy of Sciences, Rostov-on-Don, Russian Federation), Российская Федерация, 344006, г. Ростов-на-Дону, пр. Чехова, 41 НАУКА ЮГА РОССИИ 2017 Том 13 № 3 of the x-component of the field strength increases and reaches maximum E x = 0.4 · 107 V/m. at the boundary. Jump in the strength of the electric field x-component, symmetrically falling on both sides of the boundary, is created for a hexagonal wire. At the center of the InN hexagonal wire the electric field becomes negative and falls to E x = −47 · 107 V/m. It is shown that maximum E z = −0.8 · 107 V/m is observed at the boundary of the InAs square wire and the GaAs matrix. It was found that for a hexagonal wire, unlike square one, a field E z = −138 · 107 V/m is created in the near-boundary region InN/AlN.