Оптические свойства квантовых ям во внешних электрическом и магнитном полях

• Автор: Соковнич, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Тирасполь
• Количество страниц: 115 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие
Г лава 1. Оптические свойства легированных одиночных
квантовых ям в электрическом и магнитном полях.
1.1. Введение
1.2. Теория потенциала нулевого радиуса в размерноограниченных системах
1.3. Энергия локализованных состояний в одиночных квантовых ямах во внешних полях
1.4. Многофононные оптические переходы в одиночных квантовых ямах. Сравнение теории с экспериментом
Глава 2. Особенности межзонных оптических переходов в квазидвумерных системах во внешних полях.
2.1. Введение
2.2. Межзонное поглощение света в квантовых ямах
во внешних электрическом'и магнитном полях
2.3. Электроиндуцированная люминесценция в размерноограниченных системах
Глава 3. Внутризонное поглощение света в квазидвумерных системах во внешних полях.
3.1. Введение
3.2. Прямые внутризонные оптические переходы
3.3. Внутризонное поглощение света с учетом рассеяния носителя на примеси
3.4. Влияние электрон-фононного взаимодействия на ИК поглощение в одиночных квантовых ямах
Заключение
Литература
Работы, опубликованные по теме диссертации

Предисловие

Разнообразные устройства твердотельной электроники, созданные на основе композиций полупроводниковых материалов, произвели революцию в развитии приборостроения и придали мощное ускорение физики полупроводников. В 70-х годах была создана база для
изготовления структур микрометровых размеров. Этот технологический успех привел к стремительному улучшению всех основных параметров электронных устройств: увеличению быстродействия, уменьшению
размеров, повышению надежности.
В последние десятилетия происходит экспериментальное и
теоретическое освоение структур нанометровых размеров, что объясняется не только перспективами дальнейшего улучшения характеристик микроэлектронных приборов, но и возможностью создания объектов с совершенно новыми физическими свойствами. Большое внимание
уделяется исследованию одиночных квантовых ям (КЯ), систем с квантовыми ямами, сверхрешеткам в связи с их уникальными
электрическими и оптическими характеристиками. Многочисленные
экспериментальные исследования, проводимые в последние годы,
показывают, что оптические свойства квазидвумерных систем
принципиальным образом отличаются от оптических свойств объемного материала благодаря локализации волновых функций носителей,
приводящей к эффекту размерного квантования.
При интерпретации экспериментальных данных оптических спектров поглощения и люминесценции в КЯ, часто привлекается модель прямоугольной квантовой ямы с конечными или бесконечно-высокими стенками. Последние технологические достижения, связанные с применением компьютерного контроля за затворами молекулярных пучков при использовании метода молекулярно-лучевой эпитаксии, позволяют
получать размерно-ограниченные полупроводниковые системы заданной толщины с различным профилем потенциала КЯ. Эти экспериментальные возможности позволили и в теоретических исследованиях не ограничиваться прямоугольной формой потенциала. В последнее время все чаще применяется модель, в которой потенциал КЯ апроксимируется параболой. Квантовые системы с таким потенциалом получают и при использовании специальной технологии легирования [1]. Параболическая КЯ впервые была получена в размерно-ограниченной структуре ОаАэ-АГхОаьхАэ [2]. Повышенное внимание к системам с параболическим потенциалом объясняется тем, что проявление эффектов размерного квантования в них происходит в достаточно широких КЯ (с шириной с1{) более 1000 А). Для типичных параметров параболической квантовой ямы ОаЛэ-А1хОа 1 _хАя шаг пространственного квантования для электронов равен 14.6/й?о эВ (если й?0 задавать в А), то есть, при Д)=1 ООО А, %со-14.6 мэВ. Следовательно, при температуре Т<100 К, размерно-квантованные уровни могут заметным образом определять свойства таких квантовых систем. Поэтому неудивительно, что исследования оптических свойств параболических КЯ (межзонная люминесценция [3,4] резонансное неупругое рассеяние света [5]) проводятся при с1()> 1 ООО А, что делает подобные системы перспективными для применения в оптоэлектронике. Параболическая зависимость потенциала КЯ также очень удобна для теоретических расчетов, так как многие параметры позволяет получить аналитически, что делает возможным более ярко высветить физическую картину исследуемого явления.
Современная нанотехнология, используя направленное легирование, получает размерно-ограниченные объекты с заранее задаваемым положением примесного центра в них. Это послужило мощным толчком к теоретическим исследованиям влияния положения примеси на электрические и оптические свойства подобных систем.
Физические свойства КЯ и других структур пониженной размерности коренным образом меняются, если эти системы помещают во внешние

Рис. 1.
Схема энергетических уровней прямоугольной квантовой ямы с примесным центром, помещенной в поперечное магнитное поле.