Циклотронный резонанс и примесное магнитопоглощение в гетероструктурах с квантовыми ямами

• Автор: Иконников, Антон Владимирович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 168 с. : ил.

1.1. Напряжнные гетероструктуры на основе бе и 8 обзор литературы

1.1.1. Встроенная деформация в гетероструктурах бсбе8.

1.1.2. Влияние эффектов встроенной деформации и размерного квантования на спектры носителей заряда в напряженных гетероструктурах бебе8.

1.1.3. Исследования циклотронного резонанса в гетероструктурах бебе

1.2. Методика исследований

1.2.1. Изготовление и подготовка образцов.

1.2.2. Прохождение субмиллиметрового излучения сквозь структуру

1.2.3. Методика экспериментального исследования циклотронного резонанса с помощью ЛОВ.

1.3. Циклотронный резонанс электронов.

1.4. Циклотронный резонанс дырок

1.4.1. Расчт уровней Ландау дырок

1.4.2. Циклотронный резонанс дырок в квантующих магнитных полях
1.4.3. Межподзонный циклотронный резонанс.
Глава 2. Примесное магнитопоглощение в гетероструктурах бебе8.
2.1. Мелкие примеси в двумерных структурах обзор литературы.
2.1.1. Расчты спектров мелких примесей в гетероструктурах с квантовыми ямами.
2.1.2. Экспериментальные исследования мелких примесей.
2.2. Методика исследований
2.3. Исследование примесного поглощения в гетероструктурах 6ебе8
2.3.1. Примесные линии в спектрах дифференциального магнитопоглощения
2.3.2. Теоретический расчт примесных переходов.
2.3.3. Природа примесных линий
2.4. Исследование временных характеристик сигналов магнитопоглощения
Глава 3. Остаточная фотопроводимость в гетероструктурах пААБЬ с квантовыми ямами
3.1. Обзор литературы.
3.1.1. Гетероструктуры пАбАЗЬ
3.1.2. Исследования остаточной фотопроводимости.
3.2. Методика исследований
3.2.1. Изготовление и подготовка образцов.
3.2.2. Методика экспериментального исследования остаточной фотопроводимости
3.3. Экспериментальные исследования остаточной фотопроводимости
3.3.1. Спектры остаточной фотопроводимости номинально нелегированных гетероструктур пАяАШЬ.
3.3.2. Осцилляции остаточной ФП нелегированных структур.
3.3.3. Спектры остаточной фотопроводимости селективно легированных гетероструктур пАбАЗЬ
3.3.4. Спектры остаточной фотопроводимости в номинально нелегированных гетероструктурах пАбАБЬ с поверхностным слоем 1пАб.
Глава 4. Циклотронный резонанс в гетерострукурах пАбАЗЬ с квантовыми ямами.
4.1. Обзор литературы.
4.2. Методика исследований
4.2.1. Методика исследования ЦР в слабых магнитных полях
4.2.2. Методика исследования ЦР в квантующих магнитных полях
4.3. Исследования циклотронного резонанса в гетерострукгурах пАяАБЬ
4.3.1. Расчт уровней Ландау
4.3.2. Циклотронный резонанс в слабых магнитных полях.
4.3.3. Циклотронный резонанс в квапующих магнитных полях.
Заключение.
Список цитировашой литературы
Основные публикации автора по теме диссертации
Введение


Глава 4 начинается с обзора работ, посвященных исследованию ЦР в гетероструюурах 1пАяАЬ. Описывается методика исследования ЦР как в слабых, так и в квантующих магнитных полях. В последней части главы представлены результаты исследований ЦР в данных гетероструюурах и дано краткое описание метода расчта уровней Ландау электронов, проведенного В. Я. Алешкиным и С. С. Криштопенко. В слабых магнитных полях обнаружено возрастание эффективной массы от 0,ет0 до 0,яо при увеличении концентрации электронов, что обусловлено сильной непараболичностью зоны проводимости. Результаты измерений очень хорошо согласуются с данными теоретических расчетов. В квантующих магнитных полях йсос Р полях обнаружено расщепление линии ЦР. В нелегированных структурах такое расщепление связано с сильной непараболичностью закона дисперсии электронов. С. С. Криштопенко. ЦР , что связывается с разницей энергий переходов между уровнями Ландау первой и второй подзоны размерного квантования. Заключение содержит основные результаты, полученные в работе. Многослойные напряжнные гетероструюуры ОеСе1хх1 с малым средним содержанием х 0, т. А их0,1 являются гетероструюурами II типа, т. Се, а квантовые ямы для дырок в слоях вс в отличие от структур с большим содержанием , которые являются гетероструюурами I тина. Гибридизация уровней Ландау дырок в напряжнных гетерострукгурах СеЛЗе приводит к возникновению в спектрах ЦР в квантующих магнитных полях ЬйскТ переходов с нижних уровней Ландау, относящихся к 1ой подзоне размерного квантования, на уровни Ландау вышележащих подзон. Захват неравновесных носителей заряда на ионизованные примесные центры при межзонном оптическом возбуждении приводит к модуляции примесного поглощения в терагерцовом диапазоне и обужению линий поглощения за счет нейтрализации примесей и уменьшения флуюуаций потенциала. Это явление может быть использовано для спектроскопии мелких примесей в полупроводниковых наноструктурах, где полная концентрация примесей мала. В спектрах дифференциального магнитоиоглощения в терагерцовом диапазоне частот при межзонном оптическом возбуждении гетероструктур СеСс с остаточными примесями наряду с линиями ЦР наблюдаются переходы типа 2р, связанные с возбуждением мелких акцепторных центров энергия связи порядка до 2 мэВ с пространственным разделением дырки и иона примеси примесь на гетерогранице, примесь в центре барьера, примесь в соседней квантовой яме. При несимметричном расположении примеси относительно квантовой ямы наблюдаются переходы на 2р состояния, связанные с уровнями Ландау не только из 1й, но и из 2й подзоны размерного квантования. Отрицательная остаточная проводимость в гетероструктурах I с двумерным электронным газом, возникающая при освещении структур видимым светом, связана с захватом фоговозбужднных электронов поверхностными донорами в покрывающем слое и рекомбинацией фотовозбужденных дырок с электронами в квантовой яме I. Наличие эффектов как отрицательной, так и положительной наблюдающейся при освещении ИК излучением остаточной фотопроводимости позволяет обратимым образом в несколько раз изменять концентрацию двумерных электронов. Циклотронная масса электронов в гетероструктурах I возрастает от 0,т0 до 0,ио при увеличении концентрации электронов в квантовых ямах I 0 А 8 см2 вследствие непараболичности закона дисперсии. В квантующих магнитных полях расщепление линии циклотронного резонанса связанное с разностью энергий переходов между уровнями Ландау в 1ой и 2ой подзонах размерного квантования может значительно превосходить обусловленное непараболичностыо расщепление линии циклотронного резонанса электронов в каждой из подзон. Диссертационная работа выполнена в Институте физики микроструктур Российской академии наук. Нанофизика и наноэлектроника , , Нижний Новгород, й Международной конференции по узкозонных полупроводникам , Тулуза, Франция, а также на семинарах ИФМ РАН и ИНГУ. По теме диссертации опубликованы печатные работы, в том числе 7 статей в реферируемых журналах и публикаций в сборниках тезисов докладов и трудов конференций, симпозиумов и совещаний.