Оптические свойства гетероструктур (Zn, Cd)Se/(Zn, Mg)(S, Se) с массивами квантовых точек

• Автор: Крестников, Игорь Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 130 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Обзор литературы

1.1. Выращивание структур со сверхтонкими слоями соединений А2В6

1.2. Оптические свойства сверхтонких квантовых ям и субмонослойных структур

1.3. Механизмы стимулированного излучения и лазерной генерации в широкозонньг соединениях А2В6 и квантовых ямах на их основе

ГЛАВА 2. Экспериментальное оборудование и методики

ГЛАВА 3. Оптические свойства слоев и структур с квантовыми ямами в системі соединений А2В6

3.1. Люминесцентные свойства слоев ZnSSe и ZnCdSe

3.2. Уровни размерного квантования в напряженных ZnCdSe/ZnSe квантовых ямах (расчет
и сравнение с экспериментом)
ГЛАВА 4. Структурные и электронные свойства образцов с массивами квантовых точек
4.1. Люминесцентные и структурные свойства квантовых точек, полученных при субмонослойном осаждении
4.2. Вертикальные корреляция и антикорреляция наноостровков
4.3. Магнитооптические исследования по определению радиуса экситонов, локализованных на квантовых точках
4.4. Электронный спектр структур с субмонослойными квантовыми точками
4.5. Сила осциллятора переходов через состояния субмонослойных квантовых точек

ГЛАВА 5. Экситон-обусловленный волноводный эффект
5.1. Условия возникновения экситон-обусловленного волноводного эффекта
5.2. Расчет экситонного волноводного эффекта в реальных структурах
ГЛАВА 6. Стимулированное излучение, усиление и лазерная генерация в субмонослойных структурах с экситон-обусловленным волноводным эффектом
6.1. Механизмы усиления в структурах с упорядоченными массивами квантовых точек
6.2. Лазерная генерация без внешнего оптического ограничения в полосковой геометрии

при комнатной температуре
6.3. Лазерная генерация с поверхности: эффект самосогласования мод резонатора со спектром усиления
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время является общепризнанным, что квантоворазмерные гетероструктуры определяют прогресс в физике и технике полупроводников. Наиболее активные исследования таких структур ведутся в системах соединений АЗВ5 и А2В6. Весьма важны и приборные применения квантоворазмерных структур. Например, полупроводниковые лазеры с квантовыми ямами на основе традиционных соединений АЗВ5 являются ключевым элементом в линиях волоконно-оптической связи (ВОЛС), лазерных принтерах, устройствах оптической записи информации (видео- и компакт-диски и др.).
В настоящее время все возрастающие требования, предъявляемые к современным оптоэлектронным устройствам, обуславливают необходимое расширение круга материалов, применяемых в оптоэлектронике. Так, уменьшение длины волны излучения полупроводникового лазера с 800 нм (инфракрасный диапазон) до 400 нм (голубой диапазон) позволяет в несколько раз увеличить плотность и, как минимум, на порядок по величине скорость оптической записи информации, что дает возможность существенно расширить круг применений данных устройств; увеличить на один - два порядка по величине скорость печати лазерных принтеров; заменить, при сохранении пиковой оптической мощности в несколько сотен милливатт, крупногабаритные и дорогие газовые и твердотельные лазеры в их различных диагностических применениях (спектроскопия, медицина и т.д.).
Появление полупроводниковых светодиодов в сине-зеленой области спектра открывает новые возможности по созданию устройств цветного оптического отображения информации нового поколения, например, таких как плоские полупроводниковые

поверхности, интерфейсу, дислокациям и протяженным дефектам вследствие локализации экситонов и носителей на флуктуациях состава и, соответственно, о подавлении безызлучательной рекомбинации.
Все приведенные выше рассуждения полностью справедливы и для слоев ЕпСсБе (см. Рис.7Ь). Следует, однако, учесть, что у слоев с высоким содержанием Сб, в отличие от слоев с тем же содержанием серы, степень рассогласования кристаллической решетки по отношению к СаАБ подложке намного выше. Это приводит к увеличению плотности дислокаций на один или даже два порядка и, соответственно, к уменьшению интенсивности краевой люминесценции вследствие безызлучательной рекомбинации экситонов и неравновесных носителей на дислокациях.
Повышение температуры наблюдения до 77К приводит к сильному увеличению коэффициентов диффузии экситонов и неравновесных носителей вследствие их температурной делокализации. В этом случае, в отличие от результатов, полученных при 5К, интенсивность люминесценции решеточно-несогласованных слоев гп8у8е,.у (т. е. слоев с большим содержанием серы) заметно меньше, чем у слоев, согласованных по параметру решетки с ОаАэ (т. е. слоев с у~0.05), что отражает более высокое кристаллическое качество последних (Рис.7с).
Значительное уменьшение интенсивности краевой люминесценции слоев 2П|.хСс1х8е с большим содержанием Сб при 77К сопровождается появлением в длинноволновой области спектра полосы, обусловленной излучательной рекомбинацией на протяженных дефектах и не наблюдавшейся при 5К (Рис.7б). Длинноволновая полоса, связанная с рекомбинацией на протяженных дефектах, заметно проявляется при 77К только у слоя 2п8у8е,.у с содержанием серы равным 24% (Рис.7с).