WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Если зависимость средних значений энергии Ee, Eh от приложенного к QW электрического поля чисто квадратичная, т. е. Ee F2, то зависимость Ee, увеличении поля в 5 раз, и соответственно уменьшают Eh от напряженности полей, создающих наклон QW rE ся ik и PE. DV (e, h) с увеличением встроенных (соответственно Fe, Fh) и возникающего дополнительэлектрических полей спадает весьма незначительно, такp ного пьезоэлектрического поля F может быть выrV же незначительно уменьшаются ik и PV. В первом p p ражена как Ee;h (Fe;h + F )2. Если F Fe, Fh, то случае усиление поляризации с увеличением электри0 m m Ee;h /Flp 2Fe;h, а Ee,ik, Eh,ik из (2) будут пропорческого поля в результате растаскивания электрона и циональны Flp =(4hlik/0)uik (напомним, что Fe, Fh, дырки к противоположным краям QW приводит к уменьp F — напряженности приложенных к QW электричешению перекрытия огибающих их волновых функций ских полей, индексы e, h и p указывают на природу и соответственно уменьшению вероятности перехода.

их возникновения). Поэтому величины энергетических В случае же встроенных электрических полей элекуровней электрона Ee и дырки Eh в собственных QW, трон и дырка смещаются противоположно направленныа по этой причине и величина запрещенной зоны ми полями (для системы GaAs/Alx Ga1-xAs) к одному в QWEg,QW = Eg + Ee + Eh также линейно зависят краю QW и степень перекрытия огибающих волновых от возникающего пьезоэлектрического поля, как первые функций уменьшается, но весьма незначительно.

p члены разложения этих величин в ряд по F. Наклон По этой причине поведение сверхрешетки с наклонэтих прямых пропорционален величине наклона дна QW, ным дном QW вблизи резонанса зона-зона качественно т. е. величине приложенных к QW электрических поподобно резонансу в экситонной области. Здесь также rE rV величины коэффициентов ik, ik и PE, PV лей Fe, Fh.

1111 обратно пропорциональны периоду сверхрешетки и ширине QW (т. е. для равных периодов сверхрешетки велиrE rV чины ik, ik и PE, PV больше там, где меньше 1111 ширина QW), что не выполняется для простой QW, где макроскопические коэффициенты зависят только от периода сверхрешетки.

Если сверхрешетка обладает пьезоэлектрическими свойствами, пьезоэлектрическое поле, возбуждаемое деформацией, будет менять наклон дна QW, а значит, смещать энергетические уровни электрона и дырки в собственных QW. В конечном счете будет меняться ширина запрещенной зоны слоя, составляющего QW, стимулирующая изменение частотной ДП, и по этой причине будут возникать фотоупругие свойства, не являющиеся следствием как механизма потенциала дефорРис. 3. Зависимость величины Eg,QW от приложенного мации, так и электрооптических эффектов. Рассмотрим эти процессы более детально. электрического поля для QW с шириной 102.

Физика твердого тела, 2006, том 48, вып. 342 Р.А. Аюханов, Г.Н. Шкердин Для области, когда квадратичность нарушается (при Fe, Fh > 2.5 · 104 V/cm на рис. 3), зависимость энергетических уровней и Eg,QW от пьезополя сама становится линейной и тангенс угла наклона будет равен Eg,QW/F 0.132 eV · cm/V.

Из рис. 3 видно, что максимальная зависимость ширины запрещенной зоны в QW (Eg,QW) от приложенного поля возникает в области F 2.5 · 104 V/cm. Отсюда можно оценить и величину максимального линейного вклада в величину фотоупругости, связанную с пьезоm m полем, т. е. величину Ee,11 + Eh,11, которая для стандартных величин параметров равна 2 eV, т. е. сравнима с потенциалом деформации, который порядка 5-10 eV.

Таким образом, линейная зависимость величины энергетических уровней и ширины запрещенной зоны в QW от приложенного электрического поля, стимулированная наклоном дна QW, линейно меняет ДП вблизи межзонных резонансов, и поэтому возникает линейный вклад в КФ, связанный с пьезополем. Такой механизм возникновения фотоупругости может быть использован для создания фотоупругой структуры в пьезоэлектрических материалах с малой величиной КФ (т. е. с малой величиной потенциала деформации) путем создания сверхрешетки с наклонным дном, которая вблизи межзонных резонансов будет иметь значительно больший линейный КФ не только в сравнении с КФ в объемном кристалле или в сверхрешетке с прямоугольной ямой в этой резонансной области, но и по сравнению с КФ при экситонных резонансах в таких материалах. Как показыm m вают оценки, основной вклад в Ee,11 + Eh,11 (ввиду того, m m m что Ee,11 Eh,11) вносит величина Ee,11, поэтому способ наклона дна QW значения не имеет, величины КФ и в варизонном, и в электрическом случае для одинакового наклона дна электронной ямы практически одинаковы.

В заключении авторы выражают искреннюю признательность Ю.В. Гуляеву за плодотворные обсуждения.

Список литературы [1] A.K. Ganguly, J.L. Birman. Phys. Rev. 162, 3, 806 (1967).

[2] Р.А. Аюханов, Ю.В. Гуляев, Г.Н. Шкердин. ФТТ 16, 12, 2174 (1982).

[3] Р.А. Аюханов, Г.Н. Шкердин. ФТТ 35, 7, 1916 (1993).

[4] Р.А. Аюханов, Г.Н. Шкердин. ФТТ 40, 9, 1582 (1998).

[5] Р.А. Аюханов, Г.Н. Шкердин. ФТТ 43, 3, 508 (2001).

[6] H. Yamamoto, M. Asada, Y. Suematsu. J. Lightwave Technology 6, 12, 1831 (1988).

[7] J. Weiner, D.A.B. Miller, D.S. Chemla. Appl. Phys. Lett. 50, 842 (1987).

[8] K. Wakita, Y. Yoshikuni, Y. Kawamura. Electron. Lett. 23, (1987).

[9] Арсенид галлия. Получение, свойства и применение / Под ред. Ф.П. Кесаманлы и Д.Н. Наследова. Наука, М. (1973).

[10] D.S. Chemla. Helv. Phys. Acta. 56, 607 (1983).

[11] G. Bastard, E.E. Mendez, L.L. Chang, L. Esaki. Phys.

Rev. B 28, 6, 3241 (1983).

[12] S.L. Adler. Phys. Rev. 126, 2, 413 (1962).

Физика твердого тела, 2006, том 48, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.