Лазерная спектроскопия и когерентная оптическая динамика 2D-экситонных зеркал на основе AlGaAs структур с изолированными GaAs квантовыми ямами

• Автор: Полтавцев, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Оптические методы исследования экситонов в одиночных СаАв квантовых ямах

1.1 Фотолюминесценция ОаАй/АЮаАэ гетероструктур с квантовыми ямами

1.1.1 Эксперименты по исследованию фотолюминесценции СІаАв/АЮаАй гетероструктур с одиночными

квантовыми ямами 16

1.1.2 Применение фотолюминесценции к изучению свойств

2Б экситонов

1.2 Резонансное рэлеевское рассеяние в ОаАз/'АЮаАй гетероструктурах

1.2.1 Упругое рассеяние локализованных 2Б экситонов

1.2.2 Эксперименты по резонансному рэлеевскому рассеянию

1.2.3 Применение резонансного рэлеевского рассеяния к изучению процессов фазовой релаксации 2 Б экситонов
1.3 Нелинейные методы исследования релаксации
2Б экситонов
1.3.1 Опубликованные результаты работ по изучению нелинейных свойств экситонов в ОаАв квантовых ямах
1.3.2 Особенности опубликованных исследований
1.4 Выводы и задачи работы
2 Метод резонансного экситонного отражения

2.1 Используемая модель
2.2 Спектроскопия резонансного экситонного
отражения
2.3 Фактор качества
2.4 Выводы
3 Измерение резонансного экситонного отражения при слабых интенсивностях возбуждения
3.1 Спектральные измерения резонансного экситонного отражения
3.1.1 Экспериментальная установка
3.1.2 Зависимость Гд от толщины квантовой ямы
3.1.3 Зависимость Гд от температуры
3.1.4 Измерение скоростей обратимой и необратимой фазовой
релаксации 2Т) экситонов
3.2 Временное поведение сигнала затухания свободной экситониой
индукции
3.3 Экспресс-методика характеризации пространственной неодно-
родности оптических свойств гетероструктур с СаАэ квантовыми ямами
3.4 Выводы
4 Стационарное резонансное рэлеевское рассеяние в СаАя квантовых ямах
4.1 Условия эксперимента
4.1.1 Экспериментальная установка
4.2 Спектральные свойства резонансного рэлеевского
рассеяния
4.3 Температурные измерения резонансного рэлеевского рассеяния
4.4 Скорость спонтанного излучения локализованных
2Б экситонов
4.5 Выводы

5 Измерение резонансного экситонного отражения при интенсивном оптическом возбуждении СаАв квантовых ям
5.1 Введение
5.2 Условия эксперимента
5.3 Зависимость Гд от интенсивности резонансной накачки при низкой температуре
5.4 Нерезонансное оптическое возбуждение квантовой ямы
5.5 Двухцветное возбуждение квантовой ямы
5.6 Зависимость уширения экситонной линии от интенсивности стационарного резонансного возбуждения
5.7 Температурное поведение зависимости уширения экситонной линии от интенсивности резонансного возбуждения
5.8 Временные свойства процессов фазовой релаксации 2Б эксито-
нов, возникающих при интенсивном резонансном возбуждении
5.9 Гипотеза об образовании триплетных состояний
трионов
5.10 Выводы
Заключение
Литература

механизмы релаксации когерентности в квантовой яме. При этом параметр Г2 будет отвечать скорости необратимой фазовой релаксации экситонов, обусловленной наличием пеупругого экситон-фононного рассеяния. Параметр Гд будет соответствовать скорости обратимой фазовой релаксации, связанной с разбросом частот рождаемых светом экситонов. Теоретический параметр Гд будет отвечать скорости радиационной дефазировки абсолютно свободных 2 Б экситонов.
Полная скорость фазовой релаксации экситонов Г = Гд + Г2 + Гд, линейно связанная с характерной шириной контура мнимой части оптической восприимчивости, а также стационарный резонансный коэффициент отражения Кдд могут быть получены из экспериментов но резонансному экситонно-му отражению. В результате возникает косвенный метод измерения скорости радиационной дефазировки Гд с помощью выражения (2.14), который является практически единственным и при этом достаточно надежным. Прочие перечисленные временные параметры фазовой релаксации 2Б экситонов, а также некоторые дополнительные параметры, могут быть определены представленным в настоящей работе методом, основанным на измерении спектров резонансного экситонного отражения.
Стоит отметить, что тот же аналитический результат (2.14) дает современная теория, рассматривающая с микроскопической точки зрения формирование резонансного экситонного отражения света одиночной квантовой ямой, изложенная Андреани, Тоссоне и Бассани в [41]. Также, к этому же результату приводит классическое рассмотрение резонансного отражения света тонким слоем среды [42]. В нашем исследовании, однако, значение имеет формирование общего когерентного отклика от слоя квантовой ямы, и важно более детальное рассмотрение процессов фазовой релаксации квази-2Б экситонов. Кроме того, нами будут использованы некоторые промежуточные результаты теории Бенедикта и Трифонова.