Исследование динамики решетки низкоразмерных реальных структур на основе GaAs/ALAs методом численного эксперимента

• Автор: Сачков, Виктор Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

КРС- комбинационное рассеяние света

ІКРС интенсивность комбинационного рассеяния света

«V тензор комбинационного рассеяния света

а-,г тензор поляризуемости среды

ЬО-фонон - продольный оптический фонон

ТО-фонон - поперечный оптический фонон

Ш-фонон - интерфейсный фонон

ч- волновой вектор

QWW - квантовая проволока

СР- сверхрешетка
ЛСР- латеральная сверхрешетка
т- температура

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. РЕШЕТОЧНАЯ ДИНАМИКА ГЕТЕРОСТРУКТУР И
КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
§1.1. Фононный спектр сверхрешеток СаАзАМАэ
§1.2. Трехмерное моделирование решеточной динамики гетероструктур
§1.3. Расчет интенсивности КРС
§1.4. Оптические и фононньте свойства квантовых проволок и квантовых точек на
основе СаАэ
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ПРИБЛИЖЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ И РАСЧЕТАХ
§2.1. Расчет динамической матрицы сфалерита. Расширенная модель Борна и модель
жестких ионов
§2.2. Вычисление динамической матрицы гетероструктуры. Метод свертки
§2.3. Метод расчета тензора КРС
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ КОНФИГУРАЦИИ НАНООБЪЕКТОВ НА СПЕКТР КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА
§3.1. Исследование спектра оптических фононов, локализованных в квантовых островках
ОаАэ, самоорганизующихся при гетероэпитаксиальном росте СаАзАМАь в условиях реконструкции поверхности (001)
§3.2. Расщепление по частоте поперечных оптических фононов, локализованных в
квантовых проволоках ваАь
ГЛАВА 4. ДЕЛОКАЛИЗАЦИЯ ФОНОН-ПЛАЗМОННЫХ МОД В СВЕРХРЕШЁТКАХ ваАя/АШ С ТУННЕЛЬНО-ТОНКИМИ БАРЬЕРАМИ А1Ая
§4.1. Определение механизма делокализации фонон-плазмонных мод в легированных
гетероструктурах с тонким слоем АЬАв
§4.2. Влияние анизотропии эффективной массы на дисперсию фонон-плазмонных мод в
СР ОаАвАМАз
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ.
Прогресс в области физики полупроводников в значительной степени обусловлен возможностями создания и исследования объектов пониженной размерности с квантовыми свойствами. Достижения современной науки и технологии позволяют создавать полупроводниковые объекты нанометровых масштабов — сверхрешетки (СР), квантовые проволоки и квантовые точки. Вследствие размерного квантования носителей заряда оптические и электронные свойства этих объектов могут кардинально меняться. Электронные и оптические свойства квантовых объектов определяются их структурными свойствами, для изучения которых весьма успешно используется методика комбинационного рассеяния света (КРС) [1,2]. Так, использование резонансного КРС позволило изучать свойства одиночной квантовой точки [2].
Если характерные размеры этих объектов ограничены несколькими нанометрами, то квантовые свойства могут проявляться и при высоких температурах. Большие надежды по созданию квантовых проволок и точек возлагаются на технологии, использующие их самоорганизацию в условиях гетероэпитаксиального роста, фазовых переходов и разделения фаз в гетерофазных системах [3-5].
Примером использования эффектов самоорганизации на границах раздела является формирование квантовых проволок ваАв в процессе гетероэпитаксиального роста сверхрешеток ОаАя/А1А5 на фасетированньтх поверхностях с большими индексами Миллера [5,6]. Так, поверхности (311 )А ОзАб и А1Ая в определенных условиях расщепляются на периодический массив микроканавок с латеральным периодом 3.2 нм [6]. Латеральные размеры проволок при этом воспроизводимы и определяются расстоянием между фасетками, их толщина задается условиями роста. Гетероструктуры на основе соединений А11 г - В4 находят широкое применение в быстродействующих приборах для телекоммуникаций, оптоэлектронных приборах и лазерах [3]. Качество гетерограниц оказывает существенное

Рис. 1.1. Иллюстрация короткодействующих силовых постоянных в

оболочечной модели. с' обозначает силовую постоянную между остовом 1 и оболочкой 2 и т.д.
Рис. 1.2. Схематичное изображение модели заряда на связи. 2Ъ- остаточный заряд иона, возникающий вследствие неполной экранировки посредством диагональной диэлектрической проницаемости. (-7)- заряд на связи (ЗС). Присутствуют короткодействующие силы между ионами (Ра) и кулоновские силы между ионами и ЗС (Рь). Ра описывает взаимодействие связь-связь, взаимодействие описывается потенциалом Китинга [67].