Энергетический спектр электронных и колебательных состояний в полупроводниковых нанокристаллах

• Автор: Люблинская, Ольга Геннадьевна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 85 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СИНТЕЗ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ НАНОКРИСТАЛЛОВ В СТЕКЛООБРАЗНОЙ МАТРИЦЕ, РЕЖИМЫ РАЗМЕРНОГО КВАНТОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО И КОЛЕБАТЕЛЬНОГО СПЕКТРА НАНОКРИСТАЛЛОВ.
1.1 Получение полупроводниковых нанокристаллов
1.2 Электронный спектр нанокристаллов
1.3 Колебательный спектр нанокристаллов
ГЛАВА 2. РЕЖИМЫ РОСТА НАНОКРИСТАЛЛОВ В СТЕКЛООБРАЗНОЙ МАТРИЦЕ
2.1 Стадия зародышеобразования
2.2 Стадия диффузионного роста за счет растворенной фазы
2.3 Стадия переконденсации
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ОБМЕННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА НА ЭЛЕКТРОННЫЙ СПЕКТР НАНОКРИСТАЛЛОВ.
3.1 Экспериментальная методика
3.2 Экспериментальные результаты:
а) Спектры поглощения нанокристаллов
б) Спектры люминесценции

в) Спектры возбуждения люминесценции
3.3 Обсуждение экспериментальных результатов

ГЛАВА 4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫХ ПАР С АКУСТИЧЕСКИМИ ФОНОНАМИ В НАНОКРИСТАЛЛАХ
4.1 Экспериментальные результаты
4.2 Обсуждение экспериментальных результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время физика полупроводниковых низкоразмерных структур является наиболее интенсивно развивающимся направлением физики полупроводников. В рамках этого направления ведутся исследования широкого класса объектов, в которых пространственное ограничение носителей заряда приводит к квантованию их энергетического спектра. В зависимости от геометрии ограничивающего потенциала различают структуры с двумерным, одномерным и нульмерным типом ограничения. До недавнего времени основной объем научных работ был посвящен фундаментальным и прикладным исследованиям структур с двумерным ограничением. На базе этих объектов был создан принципиально новый класс полупроводниковых оптоэлектронных приборов. Однако, в настоящее время основной интерес сместился в сторону нульмерных объектов, физические свойства которых открывают перспективы для создания полупроводниковых светоизлучающих устройств нового поколения. Практической реализацией нульмерных структур служат полупроводниковые кристаллы в нанометровом диапазоне размеров. В настоящий момент ведутся интенсивные поиски технологии, позволяющей создавать полупроводниковые гетероструктуры, активированные нанокристаллами, пригодные для создания светоизлучающих приборов.
В то время как прикладные исследования нульмерных систем еще только начинают развиваться, изучение их фундаментальных свойств было начато уже в начале 80-х годов. В работах [1-4] было показано, что физические свойства стекол, обогащенных полупроводниковыми нанокристаллами, определяются

При изучении эволюции ансамбля нанокристаллов в процессе распада пересыщенного твердого раствора принципиальный интерес представляет вопрос о функциональной зависимости распределения по размерам частиц в ансамбле на разных стадиях распада. Распределение нанокристаллов по размерам, соответствующее стадии зародышеобразования, исследовалось методом ПЭМ в пленке с концентрацией СсБ 8%, отожженной при температуре 800°С в течение 2 часов, а также в пленке с с=2%, термообработанной при 900°С в течение 1 часа (рис. 6 а,б). Из рисунка видно, что в соответствии с моделью флуктуационного образования зародышей, кривая распределения хорошо апроксимируется гауссовой функцией [14]:
Р(г)=Р0ехр(-471ст(г-Ксг)2/ЗкТ), (3)
Дисперсия распределения определяется только температурой отжига и величиной поверхностного натяжения. Для всех исследованных образцов дисперсия распределения по размерам на стадии зародышеобразования составляла 10-15% (в зависимости от температуры отжига). Измеряя дисперсию распределения по размерам при разных Т, мы можем определить коэффициент поверхностного натяжения на границе полупроводник-матрица. Для кварцевых пленок величина поверхностного натяжения на границе кварц-СйБ, определенная на основе наших измерений, оказалась ст = (1.0±0.4)-10'2 Дж/м2.