Влияние состава и толщин слоев на электрофизические свойства квантово-размерных структур на основе ZnCdS/ZnSSe, ZnSSe/ZnMgSSe

• Автор: Милованова, Оксана Александровна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 192 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Анализ существующих моделей теоретического расчета разрывов разрешенных энергетических зон в гетеропереходах с квантовыми
ямами

1.1.1 Модель первого приближения: линейная суперпозиция квазиатомных потенциалов

1.1.2 Зонная диаграмма в модели квазиатомных орбиталей Харрисона

1.1.3 Модель псевдопотенциала Френели — Кремера

1.1.4 Правило электронного сродства

1.1.5 Теория самосогласованного пограничного потенциала

1.2. Анализ методов исследования разрывов энергетических зон в квантово-размерных структурах
1.2.1 Катодолюминесценция
1.2.2 Метод релаксационной спектроскопии глубоких уровней
1.2.3 Метод диагностики гетероструктур с помощью
С-У -характеристик
1.3. Обоснование выбора образцов для исследования
Глава 2. Расчет величин разрывов разрешенных энергетических зон и моделирование электрических и оптических характеристик гетероструктур 7пхСс11.х8/2п8у8е1.у и 2п8х8е1.х/2п1.уМ§у828е1.2 с квантовыми ямами
2.1. Расчет величин разрывов разрешенных энергетических зон в гетероструктурах с квантовыми ямами
2.1.1 Наногетероструктура 2пхСЙ1.х8/2п8у8е1.у
2.1.2 Наногетероструктура ZnSxSe1_x/Znl_yMgySZ;Sel_z
2.2. Моделирование энергетического спектра носителей заряда в квантоворазмерных структурах ZnSxSe1.x/Znl.yMgySzSel_z и гпхСс11_х8/гп8у8е1.у
2.2.1 Расчет энергии размерного квантования носителей заряда в прямоугольной квантовой яме
2.2.2 Расчет энергетического спектра носителей заряда в квантово-размерных структурах гПхСф.хЗ^пЗуЗе^у
2.2.3 Расчет энергетического спектра носителей заряда в квантово-размерных
структурах ZnSxSei.x/Zni.yMgySzSei.z
2.3. Расчет энергии излучательных переходов в структурах с квантовыми ямами
ZnSxSe1.x/Zn].yMgySzSei.z и ZnxCdbxS/ZnSySe^y
2.3.1 Расчет энергии связи экситонов, связанных с квантовыми ямами в
структурах ZnxCd,.xS/ZnSySei_y и ZnSxSei.x/Zni.yMgySzSei.z
2.3.2. Расчет энергии оптических переходов в структурах
ZnSxSe[.x/Zni_yMgySzSei_z
2.3.3 Расчет энергии оптических переходов в структурах
ZnxCd1.xS/ZnSySe1.y
2.4. Выводы
Глава 3. Исследование энергетического спектра носителей заряда в наногетероструктурах Il-типа с одиночной квантовой ямой
ZnxCdi_xS/ ZnSySe^y
3.1. Физические основы релаксационной спектроскопии глубоких уровней в применении к барьерным микро- и наноструктурам
3.1.1 Токовая релаксационная спектроскопия глубоких уровней
3.1.2 Особенности применения метода релаксационной спектроскопии глубоких уровней для изучения барьерных структур с квантовыми ямами..
3.1.3 Релаксационная спектроскопия с преобразованием Лапласа
3.2. Обоснование выбора методов исследования
3.3. Описание образцов на основе гетероперехода ZnxCd^S/ZnSySej.y
3.4. Катодолюминесценция гетероструктур ZnxCd].xS/ZnSySe|_y
3.5. Исследование квантоворазмерной гетероструктуры ZiixCd^xS/ZnSySei.y методом токовой релаксационной спектроскопии глубоких уровней
3.6. Расчет разрывов разрешенных энергетических зон в структуре
ZnxCdi_xS/ ZnSySe^y по экспериментальным данным
3.7. Выводы
Глава 4. Исследование величин разрывов энергетических зон в наногетероструктурах I типа с квантовыми ямами ZnSxSeI_x/Zn1_yMgySzSe1..z
4.1. Описание образцов на основе гетероперехода ZnS4Sеi_x/Znt_yMgySZSсi_z
4.2. Катодолюминесценция гетероструктур ZnSxSei.x/Zni.yMgySzSei.z

4.2.1 Катодолюминесценция гетероструктур 2п8Х8е|_х/2п 1 .УМ§У878 е! _2, выращенных методом эпитаксии из молекулярных пучков
4.2.2 Катодолюминесценция гетероструктуры 2п8х8е1-х/гп1.уМ£у87.8е1.г! выращенной методом парофазной эпитаксии из металлоорганических соединений
4.3. Исследование процессов эмиссии носителей заряда в гетероструктуре
2п8х8е1_х/2п1.уГУ^у828о[_7 методом токовой релаксационной спектроскопии глубоких уровней
4.4. Расчет разрывов разрешенных энергетических зон в структуре
2п8х8е,_х/ 2п|.уМ§у878е|_7 по данным токовой релаксационной спектроскопии глубоких уровней и катодолюминесценции
4.5. Выводы
5. Заключение
6. Список литературы

авторы [41] заключили, что концентрация свободных дырок определяется главным образом глубокими акцепторами.
Диоды Шотгки были исследованы методом РСГУ. РСГУ - спектры содержали только один пик от глубокого дырочного уровня Н1 с энергией активации 0,93+0,05 эВ. Концентрация и сечение захвата для ГУ Н1 были равны 1,4-1015 см'3 и 9,7-10'12 см2 соответственно [42].
Большое значение сечения захвата ГУ Н1 позволяет предположить, что данный ГУ обусловлен собственными дефектами типа У2п [42]. Глубина ГУ Н1 близка к середине запрещенной зоны гпТе, поэтому дефекты Н1 могут быть эффективными центрами рекомбинации [42].
В работе [45] была исследована эмиссия дырок из состояний в системе вертикально сопряженных квантовых точек (ВСКТ) 1пАя, р-п-гетероструктурах ТпАзЛЗаАз в зависимости от толщины прослойки ОаАэ между двумя слоями квантовых точек 1пАз и от величины напряжения обратного смещения иг. Было установлено, что для квантовой молекулы, состоящей из двух вертикально сопряженных самоорганизующихся квантовых точек в гетероструктуре 1пЛз/ОаАз при толщинах прослойки ваАв 20 и 40 А между двумя слоями квантовых точек 1пАб, реализуется эффект локализации дырок в одной из квантовых точек. При толщинах прослойки СаАэ 100 А было обнаружено неполное связывание двух слоев квантовых точек, что приводило к перераспределению локализации дырок между верхними и нижними квантовыми точками при изменении напряжения ип прикладываемого к структуре. Исследуемые в работе [45] структуры с ВСКТ выращивались методом молекулярно-пучковой эпитаксии за счет эффектов самоорганизации.
1.2.3. Метод диагностики гетероструктур с помощью С-У - характеристик
В целом, система диагностики гетсроструктур с квантовыми ямами с определенной конфигурацией структуры (типы и толщины слоев, уровень легирования) с помощью С-У-х ар актер и етик позволяет определять истинный и наблюдаемый в эксперименте профили основных носителей заряда вблизи квантовой ямы. На основе самосогласованного решения уравнений Шредингера и Пуассона и подгонки к С-Г-эксперименту можно определить величину разрыва энергетических