Кинетика релаксации носителей в фотовозбужденных гетероструктурах 2-го типа

• Автор: Филатов, Евгений Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 154 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

Г ЛАВА 1. Литературный обзор

§ 1.1. Гетероструктуры 1 -го и 2-го типа

§ 1.2. Надбарьерные состояния в гетероструктурах

§ 1.2.1. Модель периодического потенциала

§ 1.2.2. Экспериментальные исследования надбарьерных состояний

§ 1.3. Зонная структура гпБе/ВеТе

§ 1.4. Изгиб зон в гетероструктурах 2-го типа

§ 1.5. Межслойная релаксация носителей в гетероструктурах 2-го типа

§ 1.5.1. Времена релаксации надбарьерных носителей заряда
§ 1.5.2. Эффект ширины барьера в гетероструктурах 2-го типа
§ 1.5.3. Начальная заселенность надбарьерных состояний
§ 1.6. Влияние изгиба зон на релаксацию носителей
§ 1.7. Влияние внешнего электрического поля на релаксацию носителей
§ 1.7.1. Случай гетероструктуры первого типа
§ 1.7.2. Случай гетероструктуры второго типа
§ 1.7.2.1. Влияние на пространственно непрямые переходы
ГЛАВА 2. Образцы и экспериментальная техника
§ 2.1. Исследуемые образцы
§ 2.2. Методика регистрации фотолюминесценции
§ 2.2.1. Параметры оптического возбуждения
§ 2.2.2. Методика измерений с временным разрешением
§ 2.3. Экспериментальная установка
§ 2.3.1. Время-разрешенные измерения
§ 2.3.2. Время-интегрированные измерения

ГЛАВА 3. Кинетика релаксации фотовозбужденных носителей в условиях изгиба

§ 3.1. Введение
§ 3.2. Измерения времени жизни фотовозбужденных дырок в слое гпве
§ 3.3. Численный расчет зонных схем
§ 3.3.1. Резонансные условия туннелирования надбарьерных дырок
§ 3.4. Образование метастабильного состояния для дырок в слое 2п8е
в структуре БЮ (10/5 нм)
§ 3.5. Удлинение времени излучательной рекомбинации носителей в слое КпБе
в структурах Б15 (15/7.5 нм) и 820 (20/10 нм)
§ 3.6. Нагрев марганцевой подсистемы в гетероструктурах
(гп,Мп)Ъе / (Ве,Мп)Те
§ 3.7. Выводы
ГЛАВА 4. Процессы формирования изгиба зон при высокой плотности
оптического возбуждения
§ 4.1. Введение
§ 4.2. Быстрая релаксация фотовозбужденных дырок
§ 4.3. Кинетика пространственного разделения дырок
§ 4.3.1. Модельный расчет для структуры 810(10/5 нм)
§ 4.4. Особенности кинетики ФЛ при высокой плотности разделенных
носителей
§ 4.5. Выводы
ГЛАВА 5. Особенности спектров фотолюминесценции при приложении внешнего
электрического поля
§ 5.1. Введение
§ 5.2. Кинетика релаксации фотовозбужденных носителей при приложении
внешнего электрического поля
§ 5.2.1. Постановка задачи

§ 5.2.2. Экспериментальные данные
§ 5.2.3. Расчеты времен релаксации
§ 5.2.4. Обсуждение
§ 5.3. Определение величины разрыва валентной зоны в /.пБе/ВеТе
§ 5.3.1. Постановка задачи
§ 5.3.2. Результаты эксперимента
§ 5.3.3. Сравнение величины фиолетового сдвига с расчетами
§ 5.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список публикаций
Литература

Аналогичная зависимость времени межслойной релаксации надбарьерных дырок от ширины барьера обнаружена в гетероструктурах 2-го типа CdSe/ZnTe [58] и ZnSe/BeTe [18].
В гетероструктурах ZnSe/BeTe с толщинами слоев ZnSe и ВеТе 10/5 нм, 15/7.5 нм и 20/10 нм времена межслойной релаксации надбарьерной дырки Trei при гелиевых температурах определены как 2.5 ± 1 пс, 7.5 пс и 23 пс, соответственно [18].
В структурах CdSe/ZnTe слой CdSe является барьером для дырок, а основное состояние дырок находится в слое ZnTe. При возбуждении лазером А.схс ~ 632.8 нм пары электронов и дырок генерируются в слое CdSe. При увеличении толщины барьера для дырки LC(ise от 7 до 19 нм интенсивность ФЛ пространственно прямого перехода увеличивается более чем на порядок, а интенсивность ФЛ пространственно непрямого перехода падает (рис. 11). Основным эффектом, приводящим к увеличению интенсивности ФЛ прямого перехода в структурах с более широкими барьерами для дырок, является увеличение времени межслойной релаксации xrei [58]. При этом в структурах CdSe/ZnTe с одинаковой шириной барьера для дырок LcdSe = 9 нм, но различными ширинами ям LZnTc= 12 -*■ 18 нм изменения интенсивности ФЛ не отмечено.
В гетероструктурах с большими разрывами зон эффектом первого порядка, обуславливающим возрастание trei при увеличении ширины барьеров, является высокая степень локализации волновой функции носителя заряда над барьером. Однако в работе [58] рассмотрена уточненная модель, учитывающая двухчастичное кулоновское взаимодействие для электрона и дырки в слое CdSe, которая приводит к дополнительной локализации дырки над барьером. Таким образом, предложенная модель [29] учитывает формирование экситона в слое, являющемся барьером для дырки. Экситонная поправка к степени локализации дырки понижается при уменьшении толщины слоя CdSe за счет большей вероятности туннелирования дырки в слое CdSe через потенциальный барьер, возникающий из-за кулоновского взаимодействия с электроном в слое CdSe (рис. 12).