Магнитооптика квазидвумерных электронов и пространственно непрямых экситонов в GaAs/AlGaAs гетероструктурах

• Автор: Ларионов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 81 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1 Литературный обзор
1.1 Квазидвумерные электронные системы в квантующем магнитном поле
1.2 Случай наклонного и параллельного поля
1.3 Связанные состояния квазидвумерных электронов и дырок
- экситоны
1.4 Пространственно непрямые экситоны
2 Образцы и экспериментальная техника
2.1 Одиночный гетеропереход СаАз/АЮаАз с (5-легированием
2.2 КМ-Д и Р-1-К СаАз/АЮаАэ структуры с ДКЯ
2.3 Пикосекундная лазерная система
3 Кинетика люминесценции двумерного электронного газа
в одиночном СаАэ/АЮаАз гетеропереходе с <5-легированием в параллельном магнитном поле
3.1 Рекомбинация двумерных электронов
3.2 Релаксация двумерных электронов
4 Двумерный электронный газ в СаАв/АЮаАэ структурах
с ДКЯ
4.1 Двумерный электронный газ в Д-1-К ОаЛз/ЛЮаЛз структурах с ДКЯ
4.2 Двумерный электронный газ в Р-ГК СаАз/ЛЮаАз структурах с ДКЯ
4.3 Нестабильности и шумы в спектрах люминесценции в Р-1-
N СаАя/АЮаАэ структурах с ДКЯ

5 Непрямая рекомбинация электронов и дырок, локализованных на флуктуациях случайного потенциала, в р-і-п СаАэ/АЮаАэ структурах с ДКЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ.
В течение последнего десятилетия прогресс в области микроэлектронной технологии привел к уменьшению характерных размеров полупроводниковых элементов до масштаба, сравнимого с межатомным расстоянием, а количества электронов, участвующих в их работе, - до нескольких десятков и даже единиц. Поэтому внедрение технологии столь высокого уровня оказалось тесно связано с развитием квантовомеханической теории низкоразмерных электронных систем. Специфика такого рода объектов заключается прежде всего в том, что энергетический спектр системы во многом определяется размерным квантованием, связанным с ограничением движения электронов в пространстве. Кроме того, на свойства системы большое влияние оказывают кулоновское взаимодействие в многоэлектронной системе. Все эти факторы усложняют задачу моделирования таких систем и делают чрезвычайно важными экспериментальные методы их изучения.
Полупроводниковые гетероструктуры, выращенные по технологии молекулярно-пучковой эпитаксии представляют собой очень удобный объект для экспериментального исследования электронно-дырочных систем в условиях размерного квантования. При этом ведущая роль отводится оптической методике, которая позволяет с высокой точностью получить информацию об энергетических уровнях и кинетических свойствах системы, поскольку переход системы с одного энергетического уровня на другой сопровождается испусканием или поглощением фотона. Кроме того, оптические свойства наноструктур важны и с точки зрения их применения в современной электронике, которая испытывает тенденцию все большего смещения в оптический диапазон частот используемых сигналов. И здесь квантовые энергетические уровни системы становятся основой работы как полупроводниковых лазеров, так и в перспективе - квантовых компьютеров, которые смогут реализовать когерентную и

ных полях, наоборот, преобладает эффект локализации электронов в пределах магнитной длины вблизи интерфейса, что приводит к замедлению рекомбинации. Конкуренция двух указанных эффектов определяет наличие минимума в зависимости времени рекомбинации тгес от поля. С ростом концентрации положение минимума в зависимости тгес(В) смещается в область больших полей. Это смещение можно связать с увеличением фермиевской скорости электронов: Ур — Н/ттпв/гпе. На рис.7 представлена экспериментальная зависимость величины магнитного поля от концентрации 2Д-электронов, в котором наблюдается минимальное время рекомбинации.
Концентрация*10И (см2)
Рис. 7: Зависимость величины магнитного поля, в котором наблюдается минимальное время рекомбинации, от концентрации 2Д-электронов.
Для объяснения полученной экспериментальной зависимости тгес(В) мы рассмотрели г-компоненту волновой функции 2Д-электронов в параллельном магнитном поле для основного состояния. В параболическом приближении она имеет вид [23]: