Динамика оптических возбуждений в низкоразмерных полупроводниковых гетероструктурах AIIIBV

• Автор: Давыдов, Валентин Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Оглавление
1 Введение
1.1 Обзор литературы
1.1.1 Квантовые точки
1.1.2 Самоорганизованные квантовые точки
1.1.3 Спектроскопия квантовых точек
1.2 Мотивация работы
1.3 Цели и задачи работы
1.4 Структура диссертации
2 Высоковозбуждённые экситонные состояния в толстых квантовых ямах
2.1 Эксперимент
2.1.1 Мотивация
2.1.2 Структура измерительной установки
2.2 Результаты
2.2.1 Образец с толстой ямой
2.2.2 Модель
2.2.3 Квантовые уровни
2.2.4 Тонкие образцы
2.3 Выводы
3 Экситон-фононная релаксация в квантовых точках
3.1 Эксперимент
3.2 Механизм
3.2.1 Модель спектрально-избирательного тушения фотолюминесценции

3.3 Кинетические измерения
3.4 Акустические фононные резонансы
3.4.1 Наблюдения в спектральной области
3.4.2 Наблюдения во временной области
3.4.3 Температурные зависимости
3.4.4 Коротковолновые фононы
3.5 Оже-процессы
3.6 Заключение
4 Когерентность оптически возбуждённых состояний в квантовых точках
4.1 Введение
4.1.1 История вопроса
4.1.2 Постановка задачи
4.2 Образец и его свойства
4.2.1 Структура
4.2.2 Резонансная люминесценция
4.3 Интреферометрический эксперимент
4.4 Обсуждение результатов
4.4.1 Феноменология
4.4.2 Модель
4.4.3 Результаты эксперимента
4.4.4 Сравнение с аналогичными свойствами похожих систем
4.5 Заключение
5 Заключение
5.1 Положения, выносимые на защиту
5.2 Апробация результатов
5.3 Публикации по теме диссертации

ГлЯБЕ
Введение
1.1 Обзор литературы
Среди всего многообразия оптически активных сред, в принципе пригодных для приложений, связанных с обработкой информации в реальном времени[1|, можно выделить полупроводниковые гетероструктуры как класс систем, существенные параметры которых могут быть изменяемы в довольно широких пределах путём использования возможностей, даваемых современной технологией их изготовления. Оптические переходы во многих из них генетически происходят из экситонных переходов в прямозонных полупроводниковых кристаллах, что обуславлиивает их значительную силу осциллятора, и, следовательно, возможность построения высокопроизводительных элементов и систем обработки информации. Наиболее перспективными считаются так называемые квантово-размерные гетероструктуры или наноструктуры, оптические и электронные свойства которых существенно отличаются от свойств полупроводниковых кристаллов за счёт формирования объектов с размерами вплоть до нескольких постоянных решётки и нарушения таким образом трансляционной симметрии кристалла. Последнее обстоятельство приводит к по-

щении постоянным напряжением порядка единиц вольт — значительный фототок. Более того, при прикладывании небольшого переменного напряжения к электроду отражённый свет оказывался модулированным, причём спектр электроотражения демонстрировал те же самые особенности, что и спектр фотоотражения. Модуляция других макроскопических параметров образца, например, температуры, также приводила к спектрально-селективной модуляции отражения. В итоге большинство опытов было проведено с использованием методики электроотражения, в силу простоты устройства установки и, как следствие, малого количества возможных источников помех.
Регистрация сигнала
Для достижения чувствительности, ограниченной дробовыми шумами, использовалась главным образом методика двойного синхронного детектирования сигнала. При этом интенсивность зондирующего пучка и внешнее воздействие на образец (световое, электрическое и т. д.) подвергались независимой модуляции двумя разными частотами. В такой схеме нелинейный отклик образца несёт в себе модуляцию обеими частотами, а большинство паразитных процессов (рассеянный свет, электромагнитные помехи и т. д.), в силу своей линейности — только одной из них, давая тем самым возможность отделить их от полезного сигнала. В качестве поясняющего примера смоделируем коэффициент отражения образца R — Но + R F в виде суммы постоянного члена Rq и зависящей от внешнего воздействия F части RF. Теперь осветим образец модулированным на частоте и светом с интенсивностью / — Д (1 + sincnt) /2, средняя интенсивность которого равна Д. Также подвергнем образец модулированному на частоте П воздействию F = Fq + F sin Ш. В этом