Особенности спин-орбитального взаимодействия в сложных гетероструктурах

• Автор: Романов, Константин Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 99 с. : ил.

1 Особенности энергетического спектра и квантового магне-тотранспорта в гетеропереходах II типа
1.1 Свободные волны
1.2 Гетеропереход
1.3 Обсуждение результатов
1.4 Сравнение с экспериментальными данными
1.5 Заключение
2 Энергетическая структура А+-центров в квантовых ямах
2.1 Теория
2.2 Сравнение с экспериментом
2.3 Обсуждение результатов
3 Особенности синего сдвига фотолюминесценции в двойных квантовых ямах
3.1 Постановка задачи
3.2 Методика расчёта
3.3 Заключение
4 Аномальное магнетосопротивление 2Б систем в условиях

спин-орбитального рассеяния
4.1 Слабая локализация в нулевом магнитном поле
4.2 Магнетосопротивление
4.3 Обсуждение результатов
Литература

В связи с развитием технологий появилась возможность экспериментального исследования различных сложных гетероструктур, например таких как самосогласованные гетеропереходы Н-го рода, дельта-легированные квантовые ямы, системы двойных квантовых ям. В этих гетероструктурах проявляются новые, ранее не изученные эффекты, которые не могут быть обнаружены в простых квантовых ямах и гетеропереходах.
В системах состоящих из двух близко расположенных квантовых ям при определённом выборе материалов ям можно подобрать зонную структуру так, что при оптической накачке индуцированные носители разных знаков будут пространственно разнесены. То есть сформируются два заряженных слоя: слой электронов, локализованных преимущественно в одной ямс и слой дырок, локализованных в другой яме. Такая конфигурация носителей приводит к тому, что оптические и транспортные свойства структуры сильно зависят от концентрации носителей (даже если число дырок и электронов одинаково) и внешнего электрического поля, приложенного вдоль оси роста структуры. Так, например, наблюдается большой сдвигу линии фотолюминесценции при увеличении интенсивности накачки по сравнению с аналогичным сдвигом в простой одиночной квантовой яме. Подобные свойства делают такие структуры весьма интересными с прикладной точки зрения, например их можно использовать для создания различных оптических устройств.
связанных квантовых ям, является электростатическое отталкивание частиц одного и того же знака. Однако, известно, что в таких структурах достаточно важна роль и различных корреляционных эффектов, которые, несомненно, сильно влияют и на величину синего сдвига линии фотолюминесценции от накачки [32].
В данной главе теоретически исследуется синий сдвиг перехода между основными уровнями электронов и дырок в несимметричных квантовых ямах в отсутствии внешнего электрического поля и проводится сравнение с экспериментальными данными по изучению фотолюминесценции в таких структурах. Показывается, что роль обменно-корреляционных эффектов достаточно велика и её можно значительно уменьшить варьируя параметры зонной структуры квантовых ям.
3.1. Постановка задачи
Рассмотрим структуру, состоящую из двух взаимодействующих квантовых ям, разделённых барьером, достаточно узким для того, чтобы сквозь него могли немного проникать волновые функции носителей, локализованных в ямах. Выберем параметры зонных структур материалов, образующих ямы так, чтобы носители разных знаков преимущественно были локализованы в разных ямах. Пример такой системы приведён на рис. 3.1.
При фотовозбуждении, когда к структуре не приложено извне электрическое поле, а концентрации неравновесных носителей не слишком велики (то есть при не слишком больших интенсивностях накачки), фотои-жектированные электроны и дырки будут находится преимущественно в разных квантовых ямах (в системе, изображённой на рис. 3.1 электроны