Влияние SP-D обменного взаимодействия на экситонные состояния в полумагнитных полупроводниковых квантовых ямах и точках

• Автор: Бричкин, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Оглавление:
Введение

1. Литературный обзор.

§1.1 Полумагнитные полупроводники

§1.2 Получение полупроводниковых гетероструктур

§1.3 Магнитный полярон

§1.4.Оптические свойства эксигонов в квантовых точках

1.4.1 Экситон в изотропных и анизотропных незаряженных квантовых точках

1.4.2 Экситон в продольном и поперечном магнитном поле

1.4.3 Трион в продольном и поперечном магнитном поле

2. Методика эксперимента.

§2.1 Структура образцов
§2.2 Методика микрофотолюминесценции
§2.3 Экспериментальная установка
2.3.1 Экспериментальное оборудование и используемые методики
2.3.2 Времяинтегрированные измерения
2.3.3 Времяразрешённые измерения
3. Отрицательно заряженные экситоны (трионы) в полумагнитных квантовых точках СсШеЖпВеЖпМпВе.
§3.1 Излучение экситонов из отрицательно заряженных одиночных полумагнитных квантовых точек
§3.2 Зеемановское расщепление линий фотолюминесценции трионов §3.3 Спиновая релаксация и безызлучательная рекомбинация трионов Выводы главы
4. Эффект вр-й обменного взаимодействия на экситонные состояния в нейтральных квантовых точках СйЗепвеЖпМпЗе
§4.1 Излучение экситонов из нейтральных квантовых точек
§4.2 Энергия переходов и волновые функции экситонных состояний
§4.3 Энергия переходов: сравнение с экспериментом
§4.4 Поляронный эффект в нейтральных квантовых точках
§4.5 Спиновая релаксация и безызлучательная рекомбинация экситонов 82 Выводы главы
5. Безызлучательная рекомбинация в полумагнитных
квантовых точках
§5.1 Анизотропия квантового выхода излучения из ансамбля ХпЗе/СбМпЭе квантовых точек в магнитном поле
§5.2 Матричные элементы безызлучательного перехода
§5.3 Анизотропия квантового выхода: сравнение с экспериментом
Выводы главы
6. Экситонные магнитные поляроны в квантовых ямах
типа II ZnMnSe/ZnSSe
§6.1 ЭМП в гпМпБе/гпЗЗе КЯ при непрерывном возбуждении
6.1.1 Излучение из гпМпЗепЗБе КЯ при вариации
температуры, плотности возбуждения и во внешнем магнитном поле
6.1.2 Размер области дырочной локализации и интенсивность фононной реплики ЭМП от магнитного поля
6.1.3 Зеемановское расщепление уровней в магнитном поле
§6.2 ЭМП в гпМпЗе/ХпБЗе КЯ при импульсном возбуждении
6.2.1.Фотолюминесцентные исследования ЭМП
с высоким временным разрешением
6.2.2. Эффект безызлучательной рекомбинации экситонов
6.2.3 Магнитная локализация. Механизмы формирования ЭМП
Выводы главы
Заключение
Список литературы
Введение.
Последние три десятилетия развития физики твёрдого тела характеризуются тем, что основными объектами исследования всё в большей степени становятся не массивные кристаллы, а тонкие плёнки, многослойные тонкоплёночные системы и кристаллиты малого размера. В таких системах существенно меняется большинство электронных свойств -возникает большое число новых, так называемых размерных эффектов. Наиболее кардинальной перестройкой свойств отличаются квантовые размерные структуры, в которых свободные носители заряда локализованы в одном (квантовые ямы), двух (квантовые проволоки) или трёх координатных направлениях в области порядка дебройлевской длины волны носителей (квантовые точки). При этом происходит изменение наиболее фундаментальной характеристики электронной системы - её энергетического спектра, который становится дискретным. Квантовые структуры, в которых движение носителей ограничено во всех трёх направлениях, напоминают искусственные атомы и их энергетический спектр является чисто дискретным.

§2.2 Методика микрофотолюминесценции.
Для исследования одиночных КТ в подобных самоорганизующихся слоях необходима техника микрофотолюминесценции. В данной работе использовалась технология литографии [80] и методика микрофотолюминесценции [72], успешно применённые ранее для изучения немагнитных КТ
Использовалось два технологических подхода получения сигнала с одиночный КТ. В первом случае, на поверхность образца наносилась непрозрачная алюминиевая или золотая плёнка толщиной около 50 нм. С помощью методов стандартной фотолитографии в плёнке приготавливались периодически расположенные отверстия с переменным размером от 100 нм до нескольких мкм. Большие отверстия, видимые в оптический микроскоп использовались для ориентировки на образце при визуальном сканировании его поверхности лазерным пятном. Маленькие отверстия - для снятия спектров ФЛ отдельных КТ.
Помимо методики нанесения маски была использована также методика селективного травления. Образец стравливался по всей поверхности (на глубину, превышающую глубину залегания слоя КТ) кроме отдельных периодически расположенных столбиков также имеющие размеры от 100 нм до нескольких микрон в диаметре.
Расстояние между отдельными отверстиями или столбиками («мезами») выбиралось таким образом, чтобы было удобно сканировать пятном возбуждающего лазера от «мезы» к «мезе». Диаметр сфокусированного лазерного пятна, в зависимости от используемого в эксперименте криостата и фокусирующего объектива, изменялся в диапазоне от 30 до 100 мкм. Поэтому наиболее удобным расстоянием между соседними «мезами» был размер порядка 150 мкм, который и использовался при обеих методиках. Оптимальная фокусировка лазерного пятна, а также его прецизионное сканирование вдоль осей образца осуществлялось с помощью