Определение энергетических и динамических характеристик гетероструктур с квантовыми точками методами емкостной спектроскопии

• Автор: Шулгунова, Ирина Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Список условных обозначений

1. Литературный обзор

1.1. Гетероструктуры с квантовыми точками

1.1.1. Получение гетероструктур с квантовыми точками

1.1.2. Самоорганизация квантовых точек

1.1.3 Основные свойства гетероструктур с квантовыми точками

1.1.4. Применение гетероструктур с квантовыми точками

1.1.5. Устройства памяти на основе квантовых точек

1.1.6. Методы исследования гетероструктур с квантовыми точками

1.2. Физические основы емкостных методов исследования

1.3. Динамика носителей заряда в полупроводниках

1.4. Методика емкостных переходных процессов
1.5. Нестационарная емкостная спектроскопия глубоких уровней
1.5.1. Модификации метода БЬТБ
1.6. Емкостные методы при исследовании квантоворазмерных
гетероструктур
2. Вольт-фарадные измерения гетероструктур с квантовыми
точками
2.1. Образцы с тремя слоями вертикально связанных квантовых
точек
2.2. Образцы с массивом квантовых точек с предельно низкой
концентрацией легирующей примеси
2.3. Описание экспериментальной установки
2.4. Экспериментальные вольт-фарадные характеристики
гетер о структур с массивом квантовых точек
2.5. Профили концентрации носителей заряда в гетероструктурах

с массивом квантовых точек
2.6. Оценка величины заряда, накопленного в массиве квантовых
точек
3. Нестационарная емкостная спектроскопия гетероструктур
с квантовыми точками
3.1. Экспериментальные спектры ОЬТБ гетероструктур с
квантовыми точками ЫАзЛЗаАз
3.1.1. Механизмы эмиссии носителей заряда из массива квантовых
точек во внешнем электрическом поле
3.2. Оценка уширения экспериментальных спектров БЬТБ
гетероструктур с массивом квантовых точек
3.3. Определение функции плотности состояний гетероструктуры с
массивом самоорганизованных квантовых точек
3.4. Селективная нестационарная емкостная спектроскопия
квантовых точек
4. Исследование динамики захвата носителей заряда в
массив самоорганизованных квантовых точек
4.1. Прямое наблюдение процессов захвата носителей заряда
в массив квантовых точек
4.2. Метод нестационарной емкостной спектроскопии захвата
4.3. Сечение захвата массива квантовых точек
4.4. Оценка скорости захвата носителей заряда в отдельную
квантовую точку ЬтАз/СгаАБ
Заключение
Список литературы

В последнее десятилетие огромный интерес в области физики твердого тела проявляется к исследованию гетероструктур пониженной размерности, в которых движение носителей заряда ограничено в одном, двух или во всех трех координатных направлениях. Характерные размеры элементов таких

структур лежат в диапазоне 10‘ -10' м, что соответствует средним размерам атомов и молекул в обычных материалах. Это и определяет специфичность свойств вещества в нанометровом масштабе и связанные с этим новые физические явления [1-5]. Гетероструктуры, реализующие предельный случай размерного квантования, в которых носители заряда ограничены в трех координатных направлениях, получили название квантовых точек (КТ). Основные свойства отдельной квантовой точки, такие как ее 8-образная функция плотности энергетических состояний, время релаксации в основное состояние, составляющее величину порядка пикосекунд, и другие находятся в сильной зависимости от геометрии и формы КТ.
В настоящее время для получения гетероструктур с квантовыми точками используют эффекты самоорганизации при эпитаксиальном росте по механизму Странского-Крастанова. В процессе эпитаксии методами молекулярно пучковой эпитаксии (МВЕ) или газофазного осаждения из металлоорганических соединений (МОСУБ) тонких слоев узкозонного материала в матрицу широкозонного формируется массив квантовых точек, геометрия, поверхностная плотность КТ и размер отдельных точек определяются параметрами роста, такими как температура подложки, давление паров газовых смесей и т.д. Следствием эффектов самоорганизации является неоднородное распределение КТ в массиве по геометрическим параметрам, что приводит к уширению плотности энергетических состояний.
Гетероструктуры с КТ являются перспективным материалом оптоэлектроники, наноэлектроники, одноэлектроники. Однако для практического

уровни в запрещенной зоне. Отмечены основные особенности емкостных методов для исследования квантоворазмерных гетероструктур.
4. На основе анализа литературы констатировано наличие нескольких механизмов испускания носителей заряда из массива самоорганизованных квантовых точек и отмечено, что динамика захвата носителей заряда в квантовые точки ранее не исследовалась.