Электрооптические свойства квантовых молекул и квантовых проволок с резонансными и локализованными донорными состояниями

• Автор: Гаврина, Зоя Алексеевна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1 Особенности примесных резонансных -состояний в квантовой молекуле во внешнем электрическом поле
1.1 Введение
1.2 Диссипативное туннелирование в квантовой молекуле
при наличии внешнего электрического поля
1.3 Дисперсионное уравнение для определения средней энергии связи и уширения примесного резонансного уровня в
квантовой молекуле
1.4. Зависимость средней энергии связи и уширения примесного
резонансного уровня от величины внешнего электрического ПОЛЯ
и параметров диссипативного туннелирования
Выводы к главе
Глава 2 Электрооптика квантовых молекул с примесными резонансными В_-состояниями
2.1 Введение
2.2 Расчёт вероятности фото ионизации Э“-центра в квантовой молекуле при наличии внешнего электрического поля
2.3 Зависимость фотоионизационных спектров от величины внешнего электрического поля и параметров
диссипативного туннелирования
Выводы к главе
Глава 3 Электрооптические свойства квантовой проволоки с примесной зоной
3.1 Введение
3.2 Расчет примесной зоны, образованной регулярной цепочкой П°-центров в квантовой проволоке во внешнем электрическом поле
3.3 Зависимость ширины примесной зоны от периода регулярной цепочки Б°-центров и величины внешнего электрического поля
3.4 Расчет спектров поглощения, связанных с переходами электрона из примесной зоны в размерно-квантованные состояния
квантовой проволоки
3.5 Зависимость спектров поглощения от величины внешнего электрического поля и параметров квантовой проволоки
Выводы к главе
Заключение
Библиографический список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ
Примеси в полупроводниках могут являться причиной образования не только локализованных состояний, энергия которых лежит в запрещенной зоне, но и резонансных (или квазистационарных) состояний, энергии которых находятся в разрешенных зонах [I]1. От обычных состояний непрерывного спектра резонансные состояния отличаются прежде всего большей амплитудой волновой функции около примесного центра. Резонансные состояния примесей в полупроводниках исследуются уже достаточно давно, и известно довольно большое число их разновидностей. Например, в присутствии квантующего магнитного поля состояния мелкой примеси, сформированные из волновых функций подзон Ландау с большими циклотронными энергиями, попадают в непрерывный спектр более низких подзон и являются резонансными [2]. Другими широко известными примерами резонансных состояний являются примесные состояния в бесщелевых или узкощелевых полупроводниках [3] и состояния глубоких примесей в полупроводниках [4]. Обычно для появления резонансных
примесных состояний необходимо присутствие нескольких близких по энергии подзон, будь то подзоны Ландау, состояния зоны проводимости и валентной зоны в узкощелевых полупроводниках или состояния подзон размерного квантования в квантовых ямах (КЯ). В валентной зоне кремния хорошо известны резонансные состояния мелких акцепторов, обусловленные присутствием спин-отщепленной зоны [5]. Наконец, в германии под воздействием одноосной деформации, которая расщепляет зоны легких и тяжелых дырок, также появляются резонансные состояния акцепторов [6]. Специфическими резонансными состояниями являются резонансные состояния примеси, появляющиеся в результате взаимодействия электронов с оптическими фононами ("резонансы Фано").
В объемных полупроводниках довольно сложно изменять свойства
1 В обзоре [I] обсуждается современное положение дел в исследованиях локализованных и резонансных состояний мелких примесей в квантовых гетероструктурах.

определяющим возможность получения инверсии заселенности, а также порог генерации на примесных переходах. Влияние локализации в квантовой яме на время жизни состояний мелких примесных центров теоретичесски и экпериментально исследовалось в работе [61]. Было показано, что локализация в КЯ приводит к замедлению спадания волновых функций примесных состояний в пространстве волновых векторов и может приводить к экспоненциальному уменьшению времени жизни примесных состояний с уменьшением ширины ямы. В работе [62] показано, что электрон-фононное взаимодействие модифицируется вблизи энергии резонансных состояний в КЯ. Эта модификация обусловлена гибридизацией подзон размерного квантования. Испускание фонона электроном, находящемся в гибридизированном состоянии, представляет собой многоканальный процесс, причем в квазидвумерном случае в нем участвуют два слабо интерфирирующих канала. При этом один канал соответствует взаимодействию фонона с электроном, локализованным на примесном центре, а второй - отвечает уходу электрона от примеси из-за туннелирования в континуум нижележащей подзоны и внутриподзонному испусканию ЬО - фонона [62].
Тем не менее, следует отметить, что РПС в КТ уделяется в литературе недостаточное внимание, несмотря на то, что структуры с КТ являются перспективными для создания новых приборов оптоэлектроники. Цель настоящей главы заключается в теоретическом исследовании влияния внешнего электрического поля на резонансные О -состояния в КМ в условиях туннельного распада. Предполагалось, что распадность РПС обусловлена процессом диссипативного туннелирования. Расчеты средней энергии связи и ширины резонансного уровня £Г-состояния выполнены в модели потенциала нулевого радиуса. Расчет вероятности диссипативного туннелирования проведён в одноинстантонном приближении с учетом взаимодействия с локальной фононной модой среды.