Размерные эффекты в квантовых ямах GaAs/AlGaAs различной толщины в электрическом, магнитном и деформационных полях

• Автор: Убыйвовк, Евгений Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Положения, выносимые на защиту
Глава 1. Эффект размерного квантования в квантовых ямах различной толщины. Аналитический обзор литературы
1.1 .Базовые понятия
1.2. Наблюдение эффекта размерного квантования в узких КЯ
1.3.Экситонный поляритон
1.4. Роль легких экситонов
1.5. Продольный экситон
1.6. Экситонные спектры во внешнем магнитном поле
1.7. Выводы
Глава 2. Спектры отражения и люминесценции гетероструктур СаАя/АЮаАв с высоким кристаллическим совершенством
2.1. Метод изготовления образцов
2.2. Оценка качества гетероструктур
2.3. Установка для измерения спектров люминесценции
2.4. Оценка качества гетероструктур по спектрам
фотолюминесценции
2.5. Свойства толстых слоев ваАя и А1хОа1_хА8
2.6. Градиент толщины слоев гетероструктуры
2.7. Установка для измерения спектров отражения
2.8. Оценка качества гетероструктур при сравнении спектров люминесценции и отражения
2.9. Заключение
Глава 3. Проявление поляритонного эффекта в спектрах отражения
3.1. Спектральные осцилляции
3.2. Влияние нагрева на спектральные осцилляции
3.3. Влияние электрического поля на спектральные осцилляции
3.4. Моделирование поляритонного спектра отражения. Роль легких экситонов
3.5. Пьезо-спектроскопия отражения
3.6. Отражение под углом Брюстера
3.7. Экспериментальное определение толщины мертвого слоя для экситонов в широкой квантовой яме
3.8. Экспериментальные результаты для серии квантовых ям различной толщины
3.9. Основные выводы по главе
Глава 4. Наблюдение уровней размерного квантования в спектрах фотолюминесценции
4.1. Экспериментальная установка
4.2. Квазипериодические осцилляции в спектрах люминесценции
4.3. Спектры люминесценции в продольном магнитном поле. Полевая зависимость интегральной интенсивности
4.4. Выводы но главе
Глава 5. Расщепление полярнтоных состояний в продольном магнитном поле
5.1. Спектры поляритонного отражения в продольном магнитном
поле
5.2. Интерпретация спектров отражения в магнитном поле
5.2.1. Проявление уровней Ландау в спектрах отражения
5.2.2. Зависимость величины диамагнитного сдвига и энергии Зеемановского расщепления от номера уровня размерного квантования
5.2.3. Обсуждение результатов
5.3. Заключение
5.3. Выводы по главе
Основные результаты работы
Основные работы, включенные в диссертацию Литература
выращиваемых гетероструктур тщательно контролировалось несколькими методами, и по результатам исследований отбирались наиболее высококачественные структуры. Во время выращивания структуры оценка качества обычно производится по виду картины дифракции быстрых электронов. По окончании роста осуществляется визуальный контроль образца, в частности по наличию матовых пятен, говорящих о срыве эпитаксиального роста. Наиболее доступным количественным методом оценки качества выращенной гетероструктуры является измерение спектров ее экситонной люминесценции и отражения. Нами проводился анализ качества структур с помощью исследования экситонных спектров как узких, так и широких квантовых ям, а также спектров тройного раствора AlGaAs, формирующего барьерные слои. Свойства экситонов в узкой квантовой яме обычно наиболее чувствительны к качеству гетерограниц и барьерного слоя, в то время как в широкой яме и барьерном слое - к кристаллическому совершенству материала.
2.3. Установка для измерения спектров люминесценции
Для оценки качества (характеризации) выращенных гетероструктур использовалась экспериментальная установка, схематично показанная на рисунке 2.1. В этой установке возбуждение образца осуществляется аргоновым лазером (длина волны X = 488 пт или X = 514.5 пт) или гелий-неоновым лазером (X = 632.8 пт). Для выделения одной лазерной линии и подавления суперлюминесценции используется предмонохроматор или соответствующие интерференционные фильтры. Набор нейтральных фильтров (НС2, НСЗ, НС9) используется для контролируемого ослабления интенсивности возбуждающего света. Фокусировка луча в точку на образце производится при помощи объектива, диаметр сфокусированного пятна составляет 100 мкм. Образец находится в гелиевом криостате замкнутого цикла с возможностью изменения температуры в диапазоне 10 - 100 К.