WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

3) В спектрах фотоотражения и электроотражения, Eb полученных от КЯ шириной L = 11 нм (а не 18.5 нм, 1 R(E ) dE как представлено на рис. 3), в длинноволновой области f (E) =-. (9) R(E ) E - E хорошо различались две особенности — 11h и 12h с Ea расстоянием между ними 19 мэВ. Это дало основание Функция f (E) уверенно вычисляется, если шаг между утверждать, что в обсуждаемом спектре особенность экспериментальными точками достаточно мал. Для N в области 1.15-1.17 эВ сформирована двумя перекрыдискретных измерений с равномерным шагом по энервающимися оптическими переходами 11h и 12h, как гии E вместо (9) имеем показано на рис. 3, b.

N 4) Спектральная особенность в области E R(En) f (Ek) - 1.17-1.185 эВ также сформирована двумя близко распо R(En) En - Ek n=1 ложенными переходами. Они хотя и проявляются в виде характерных осцилляций в экспериментальном спектре N 2EkE R(En) R/R (рис. 3, a), но становятся отчетливо разрешимы -. (10) R(En) - Ek En только в преобразованном спектре M(E) (рис. 3, b).

n=7 Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. 612 А.Н. Пихтин, О.С. Комков, К.В. Базаров 5. Изменение вероятности оптических лых дырок mhh = 0.477m0). Глубина ямы для электронов рассчитывалась по [14] и была равна 176 мэВ. Ширина переходов под действием запрещенной зоны материала КЯ составляла 1.097 эВ.

электрического поля Отметим, что при построении каждой из расчетных кривых на рис. 4 использовался только один подгоночный Спектры ЭО были измерены при приложении внешпараметр — амплитудный множитель. С учетом этого него напряжения смещения от +0.7 до -5В. Их обраобстоятельства совпадение экспериментальных и расчетботка осуществлялась по описанной выше методике, что ных данных нам представляется весьма убедительным.

дало возможность проследить влияние электрического Поведение разрешенного по симметрии перехода 11h поля на вероятности оптических переходов. На рис. выглядит довольно тривиально. Его вероятность монопредставлены экспериментальные и расчетные данные тонно уменьшается с увеличением напряженности поля.

по изменению интегральной вероятности каждого опАналогичный эффект экспериментально наблюдался метического перехода от напряженности электрического поля F, в котором находится КЯ. Абсолютное значе- тодом ЭО в ступенчатых КЯ (In,Ga)As/GaAs [15], а также наблюдался в структурах со связанными квантовыми ние F находилось по осцилляциям Франца–Келдыша, как было описано выше. Вероятность оптического пе- ямами In0.045Ga0.955As/GaAs, которые были исследованы методом трехлучевого фотоотражения при низкой темрехода пропорциональна площади под кривой M(E) для пературе [16].

каждого из анализируемых резонансов и находилась путем простого численного интегрирования. Теоретиче- Для переходов с участием возбужденных состояний ские зависимости, представленные на рис. 4 сплошными тяжелой дырки (12h и 13h), как и для перехода с участилиниями, были получены cогласно [1] для конкретной ем возбужденного электронного состояния 21h, полевые КЯ (эффективная масса электронов me = 0.057m0, тяже- зависимости имеют нетривиальный вид, предсказанный в [1], и экспериментально получены впервые. Отчетливо проявляются максимумы в легко достижимых полях 20-40 кВ/см. Особо отметим, что при напряженности электрического поля выше 40 кВ/см „запрещенные“ в отсутствие поля переходы 21h и 13h преобладают над „разрешенным“ переходом 11h, так что при больших полях это преобладание может быть довольно значительным.

6. Заключение Наблюдавшиеся в настоящей работе на примере квантовой ямы Inx Ga1-xAs/GaAs сильные и нетривиальные изменения вероятности оптических переходов под действием электрического поля открывают возможности как создания новых приборов оптоэлектроники, так и подстройки внешним полем характеристик уже существующих. В качестве примера можно привести различные наноструктуры, использующие резонансное туннелирование, каскадные лазеры и т. п. Более того, полученные данные позволяют объяснить, почему в спектрах фотоотражения, измеренных многочисленными авторами на различных образцах, соотношения интенсивностей сигналов для разрешенных и запрещенных переходов изменяются на порядок и более. Все зависит от того, в каком приповерхностном поле находится КЯ и как далеко она расположена от поверхности (интерфейса).

Наконец, поскольку рассматриваемые явления в конечном итоге обусловлены электронной поляризацией и Рис. 4. Экспериментальные (точки) и расчетные (сплошные обладают малой инерционностью, они должны наблюлинии) зависимости вероятностей оптических переходов 11h, даться не только в статических электрических полях, 21h (a) и 12h, 13h (b) в квантовой яме In0.225Ga0.775As/GaAs но и в сильном электромагнитном поле, в том числе шириной 18.5 нм от напряженности электрического поля F. a и b: масштабы по оси ординат одинаковы. в поле световой волны. Это необходимо учитывать Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. Влияние внешнего электрического поля на вероятность оптических переходов в квантовых ямах... особенно в мощных инжекционных лазерах на кван- Effect of external electric field товых ямах и квантовых точках, где напряженность on the probability of optical transitions электрического поля световой волны в активной области in InGaAs/GaAs quantum wells может достигать десятков кВ/см и более. В частности, A.N. Pikhtin, O.S. Komkov, K.V. Bazarov перераспределение вероятностей переходов в интенсивной световой волне может приводить к сдвигу спектра St. Petersburg State Electrotechnical University LETI“, ” полупроводниковых лазеров с КЯ в коротковолновую 197376 St. Petersburg, Russia область.

Abstract

The influence of external electric field on interband optical transitions in InGaAs/GaAs single quantum wells has Список литературы been investigated by electroreflectance spectroscopy technique.

[1] O.L. Lazarenkova, A.N. Pikhtin. Proc. 7th Int. Symp.

A method of separation of the individual exciton transitions Nanostructures: Physics and Technology (St. Petersburg, in the formation of the complicated modulation spectrum has Russia, 1999) p. 416.; Phys. Status Solidi A, 175, 51 (1999).

been given. Experimentally, nontrivial field dependence on the [2] A.N. Pikhtin, O.S. Komkov, F. Bugge. Proc. 12th Int. Symp.

probability of symmetry-forbidden optical transitions has been Nanostructures: Physics and Technology (St. Petersburg, observed. The obtained results have good correlation to the Russia, 2004) p. 285.

corresponding theoretical data. The internal electric field in [3] A.N. Pikhtin, O.S. Komkov, F. Bugge. Phys. Status Solidi A, the area of the quantum well was controlled by Franz–Keldish 202, 1270 (2005).

oscillations. For some electric fields the probability of transitions [4] F. Bugge, U. Zeimer, M. Sato, M. Weyers, G. Trankle. J. Cryst.

symmetry-forbidden in zero field was even greater as compared Growth, 183, 511 (1988).

[5] А.Н. Пихтин, В.А. Попов, Д.А. Яськов. ФТП, 3, 1646 with symmetry-allowed transitions.

(1969).

[6] D.E. Aspnes, A. Studna. Phys. Rev. B, 7, 4605 (1973).

[7] M. Chandrasekhar, F.H. Pollak. Phys. Rev. B, 15, 2127 (1977).

[8] Landolt-Brnstein: Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology, ed. by O. Madelung, M. Schulz and H. Wiess (N. Y., Springer, 1982) v. 17a.

[9] D.E. Aspnes. Surf. Sci., 34, 418 (1973).

[10] T.J.C. Hosea. Phys. Status Solidi B, 182, K43 (1994).

[11] T.J.C. Hosea. Phys. Status Solidi B, 189, 531 (1995).

[12] О.Л. Лазаренкова, А.Н. Пихтин. ФТП, 32, 1108 (1998).

[13] А.Н. Пихтин. ФТП, 11, 425 (1977).

[14] V.I. Zubkov, M.A. Melnik, A.V. Solomonov, E.O. Tsvelev, F. Bugge, M. Weyers, G. Trnkle. Phys. Rev. B, 70, 075 (2004).

[15] J. Kavaliauskas, G. Krivait, T. Lideikis, I. imkien, G. Treideris, U. Olin, M. Ottosson. Semicond. Sci. Technol., 8, (1993).

[16] G. Sek, K. Ryczko, J. Misiewicz, M. Bayer, T. Wang, A. For chel. Acta Phys. Polon. A, 100, 417 (2001).

Редактор Л.В. Шаронова Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, 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.