WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

E[ei - hhj(lhj)] = Eg + E(ei) +E[hhj(lhj)] (0) (0) m3 m =n En - Em - Eex[ei - hhj(lhj)], (7) (9) Здесь сумма берется по всем связанным состояниям где Eg — ширина запрещенной зоны GaAs, КЯ. Используя формулы (8) и (9), можно легко выEex[ei - hhj(lhj)] — энергия связи экситона, образованчислить величины fmn как функции от местоположения ного электроном из i-й подзоны и тяжелой или легкой дырками из j-й подзоны (энергии подзон отсчитываются от потолка или дна соответствующих зон). На рис. представлены результаты расчетов энергии межзонных оптических переходов в зависимости от положения (z0) точки действия притягивающего (рис. 1, a) и отталкивающего (рис. 1, b) потенциалов. Численные параметры, использованные при расчетах, приведены в табл. 2. Как и следовало ожидать [см. формулу (6)], осциллирующий характер волновых функций четко проявляется в энергии межзонных переходов, когда электронные и дырочные состояния непрерывно зондируются локальным изоэлектронным возмущением. Высота потенциального барьера для электронов на гетерогранице GaAs/Ga1-x AlxAs вычисляется по эмпирической формуле U0e = 1.1x (x = 0.29) [8]. Для тяжелых и легких дырок глубина потенциальной ямы U0h определяется из соотношения Рис. 2. Зависимости сил осцилляторов f, f и f от 13 12 U0e/U0h = 0.6/0.4 [8]. Величины гетеропотенциалов V0e положения -барьера в квантовой яме.

Физика и техника полупроводников, 2002, том 36, вып. Управление энергией межзонных и межподзонных переходов в квантовых ямах с помощью... -потенциала. Зависимости силы осциллятора от z0 для Список литературы оптических переходов между тремя нижними подзонами [1] Bin Zhao, A. Yariv. Quantum Well Semiconductor Lasers in в случае отталкивающего -потенциала представлены на Semiconductor Lasers I (San Diago, Academic Press, 1999) рис. 2. Видно, что когда -возмущение смещается от ch. 1, Fundamentals.

центра КЯ, появляется отличная от нуля вероятность [2] Intersubband Transitions in QWs: Physics and Applicaи для оптических переходов между подзонами 1 и tions, ed. by H.C. Liu, F. Capasso (San Diego, Academic Press, ( f13 = 0, z0 = 0). При этом изменяется не только 1999).

сила осциллятора, но и межподзонные энергетические [3] W. Trzeciakowski, B.D. McComb. Appl. Lett., 55, 891 (1989).

[4] J.-Y. Marzin, J.-M. Gerard. Phys. Rev. Lett., 62, 2172 (1989).

расстояния (E2 - E1) и (E3 - E2). Так как соседние [5] H. Sakaki, H. Sugawara, J. Motohisa, T. Nonda. In:

подзоны, как правило, под действием возмущения сдвиIntersubband Transitions in Quantum Wells, ed. by гаются в разные стороны (см. табл. 1), при некоторых E. Rosencher, B. Vinter and B. Levine (N.Y., Plenum Press, значениях z0 первые три уровня могут стать эквиди1992) p. 65.

стантными. Для рассматриваемой КЯ шириной [6] K. Arimoto, N. Usami, Y. Shiraki. Phisica E, 8, 323 (2000).

такая ситуация реализуется при следующих четырех [7] G. Bastard. Wave Mechanics Applied to Semiconductor положениях -возмущения в пределах КЯ: z01 = ±Heterostructures (Les Ulis Cedex, Les Editions de Physique, и z02 = ±25.7, причем соответствующие резонансные France, 1989).

[8] S. Adachi. J. Appl. Phys., 58, R1 (1985).

частоты равны 1 = 2.8 · 1014 Гц и 2 = 2.6 · 1014 Гц.

Заметим, что при этом силы осцилляторов f13, f12 [9] E. Hess, I. Topol, K.R. Schulze, H. Neumann, K. Unger. Phys.

St. Sol. (b), 55, 187 (1973).

и f23 имеют сравнимые величины. Поэтому следует [10] Landolt-Brnstein Tables, ed. by O. Madelung (Berlin, ожидать, что в КЯ со встроенными короткодействующиSpringer Verlag, 1982 and 1987) vol. 17a and 22a.

ми потенциалами может легко осуществляться условие [11] J.B. Khurgin. Semiconductor and Semimetals: Nonlinear двойного резонанса, характеризуемого большой нелиOptics of Semiconductors II (San Diego. Academic. Press, нейной восприимчивостью 2-го порядка, что может быть 1998) v. 59, p. 1.

использовано для генерации 2-й гармоники [11]. КЯ [12] C. Sirtori, F. Capasso, D. Sivco, A. Cho. In: Intersubband Transitions in Quantum Wells: Physics and Device со встроенным -образным потенциалом по сути дела Applications II, ed. by H.C. Liu, F. Capasso (London, представляет собой систему двух спаренных квантовых Academic Press, 2000) ch. 2, p. 85.

ям. Благодаря большой оптической нелинейности, гетероструктуры с такими спаренными ямами уже давно Редактор Т.А. Полянская исследуются для генерации разностной частоты, также 2-й и 3-й гармоник на длинах волн 10 мкм [12].

Control of interband and intersubband transition energies in quantum wells by means of localized isoelectronic 4. Заключение perturbations K. Durinyan, A. Zatikyan, S. Petrosyan Таким образом, мы показали, что наличие -образных Yerevan State University, изоэлектронных возмущений сильно влияет на энергети375049 Yerevan, Armenia ческий спектр КЯ, причем учет различия эффективных масс в разных областях КЯ приводит к различному

Abstract

Within the framework of the simple one-band approповедению четных и нечетных подзон. Изменение поximation, the influence of inserted attractive and repulsive -like ложения -образного барьера в КЯ приводит не тольpotentials on the energy spectra of carriers and oscillator strengths ко к изменению положения энергетических подзон, но for optical transitions in quantum wells has been studied. It и к изменению симметрии волновых функций, что в is shown that influence of -like perturbation on the magnitude свою очередь изменяет правила отбора для межзонных and the sign of the shift of energy levels essentially depends и межподзонных переходов. Благодаря такому двойному on the position of isoelectronic probe and non-uniformity of the воздействию -образного барьера становится возможной effective mass. Calculations of oscillator strengths of intersubband transitions verifies the possibility of engineering in this way coupled интересная резонансная ситуация, когда три нижних quantum well structures with interesting nonlinear properties.

энергетических уровня располагаются эквидистантно, что может использоваться для генерации 2-й гармоники.

Обобщая все вышесказанное, можно заключить, что встроенный -барьер позволяет проще и эффективнее управлять энергетическими подзонами в КЯ, что может найти новые практические применения.

Данная работа выполнена при поддержке INTAS (грант № 99-00928) и ISTC (грант № A-322).

Физика и техника полупроводников, 2002, том 36, 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.