Комбинационное рассеяние света и "горячая" люминесценция в наноструктурах на основе полупроводников A2B6 и алмазоподобных структурах

• Автор: Пляшечник, Ольга Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Оглавление.
Введение.

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Исследование структур пониженной размерности

1.2. Комбинационное рассеяние света

1.3. Экспериментальные наблюдения

1.4. «Горячая» люминесценция

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1. Установка для КРС

2.2. Термостолик И+МБОбОО

2.3. Исследуемые образцы

2.3.1. Полупроводники А2В6
2.3.2. Люминесценция полупроводников А2В6
2.3.3. Изготовление образцов
2.2.4. Алмазоподобные структуры
Глава 3. Спектральные свойства нанопроволок на основе полупроводников А2В6
3.1. Резонансное комбинационное рассеяние света как метод исследования нанопроволок
3.2. Увеличение ширины запрещенной зоны нанопроволок
3.3. Стоксовая и антистоксовая области спектра комбинационного рассеяния
3.4. Сдвиг частоты пЬО-фонона в ZnSe
3.5. Коллоидные частицы Сс188е
Резюме
Глава 4. Передача возбуждений в полупроводниковых структурах в условиях взаимодействия
4.1. Каскадная модель рассеяния возбужденных электронов
4.2. Исследование нанопроволок 2пГ^Те
4.3. Исследование нанопроволок 2пМпТе
4.3. Исследование экспериментальных спектров нанопроволок ядро/оболочка ХпТе/ХпЪе
Резюме
Глава 5. Проявление взаимодействия в алмазоподобных структурах
5.1. Исследование наноалмазов с физически адсорбированными молекулами на поверхности
5.2. Исследуемые образцы
5.3. Исследование оптических свойств алмазоподобных подложек в присутствии биологических молекул
5.4. Температурные исследования системы «наноалмаз + биологическая молекула»
Резюме
Заключение
Список цитированной литературы
Список работ автора по теме диссертации
Введение.
Актуальность темы.
Актуальность темы данной диссертационной работы вытекает из широкого использования полупроводниковых материалов в различных оптоэлектронных приборах: лазеры, датчики газа, диоды, датчики
химических элементов, датчики магнитного поля, солнечные батареи, транзисторы... Для дальнейшего развития техники необходимо создавать и исследовать новые материалы на полупроводниковой основе, обладающие заранее заданными свойствами. При переходе от массивного кристалла к наноразмерам важную роль начинают играть квантово-размерные эффекты, увеличивается влияние поверхности и др. При этом существует круг еще не решенных проблем, возникающих при уменьшении размерности в условиях взаимодействия объекта и его ближайшего окружения. В реальных структурах нанообъекты всегда окружены материалом со свойствами, отличными от свойств материала нанообъекта. В некоторых случаях это окружение играет существенную роль на процессы релаксации возбуждения в наноструктуре. Исследование квантовых ям на основе полярных полупроводников (гпБе/гпСёЗе) показало, что свет поглощается квантовой ямой и, наряду с излучением из квантовой ямы, происходит излучение из барьера, в котором создана квантовая яма, с участием продольных оптических фононов материала барьера [1]. В короткопериодных сверхрешетках полярных полупроводников (А1Аз-ОаАз) обнаружена взаимная миграция возбужденной электронно-дырочной пары между слоями чередующихся полупроводников [2]. Спектр комбинационного рассеяния света данных структур показывает взаимное влияние материалов сверхрешетки на процесс релаксации термализованной пары. В спектрах резонансного КРС присутствовали полосы, как обертонов, так и составных тонов частот продольных колебаний ОаАэ и А1Аэ. Исследования углеродных структур синтезированных различными способами показали, что существуют

гексагональной структуры вюрцитного типа. Рост кристаллов происходит по оси с [15]. Так как элементарная ячейка ZnO содержит четыре атома, то в его спектре имеется двенадцать колебательных мод: три акустических (одна продольная и две поперечных) и девять оптических. Дисперсия оптических фононов в Г-точке зоны Бриллюэна представлена оптическими модами 2Е2+ 2Ei+ 2Ai+ 2В]. Моды Еь Е2 и А, активны в комбинационном рассеянии света. Моды Е] и А активны в инфракрасной спектроскопии, Bi— ’’молчащие моды“. Оптические Ег и Ai-моды расщепляются в Г-точке на поперечную и продольную макроскопическим кристаллическим полем. Расщепление между Ег и Агмодами вызвано анизотропией кристалла ZnO. Так, колебания Ai параллельны кристаллографической оси с, a Ej - перпендикулярны ей. Неполярные оптические моды с симметрией Е2 имеют две частоты: Е2 (high) и Е2 (low). Е2 (low) связана с колебаниями тяжелой подрешетки Zn, а Е2 (high) — с колебаниями ионов кислорода [16, 17]. Все приведенные выше моды проявлялись в спектрах КРС объемных кристаллов ZnO [16]. Закон дисперсии оптических и акустических мод в кристаллах ZnO был исследован экспериментально методам рассеяния медленных нейтронов в основных направлениях высокой симметрии кристалла [17, 18]. Здесь же приведены теоретические расчеты. Окись цинка является интересным материалом для исследований и практических применений благодаря широкой запрещенной зоне и большой энергии связи экситона при комнатной температуре (60 meV). В контексте практических применений учитывается также и то, что ZnO более дешевый материал по сравнению с широкозонными GaN, InGaN. Наноструктуры на основе ZnO широко используются для создания электронных приборов (светодиодов и лазерных диодов) на голубую и ультрафиолетовую область спектра, прозрачных фильтров для защиты от ультрафиолетового излучения, газовых сенсоров и даже в спинтронных приборах. На основе гетеропереходов ZnTe/ZnO создаются солнечные батареи. Большое значение имеет тот факт, что нелегированный ZnTe имеет p-тип, a ZnO — n-тип проводимости. Весьма перспективным является