WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

длинноволновую область спектра. Конкуренция меха- В структуре с двумерным электронным газом завинизмов, приводящих при травлении образцов к сдвигу симость плотности состояний (E) от энергии имеет линии фотолюминесценции в разные стороны, может ступенчатый вид и (E) (E - Enl)0. Дополнительn приводить к разбросу точек на зависимостях E0(t), ное понижение размерности спектра электронов на представленных на рис. 3. Для структур 1, 2 увеличе- единицу в процессе формирования в слоях гетерокомние времени травления повышало вероятность страв- позиции структуры квантовых нитей приводит к более ливания верхнего слоя Inx Ga1-xAs, что вводило огра- ярко выраженной энергетической зависимости плотноФизика твердого тела, 2004, том 46, вып. Формирование структуры квантовых нитей InGaAs в матрице арсенида галлия сти состояний в одномерной подзоне резонансного вида (E) (E - Enw)-1/2. Здесь Enl и Enw — края энергетических подзон в квантовом слое и квантовой нити соответственно. Повышение плотности состояний в окрестности краев энергетических зон, аналогично структурам с квантовыми точками, приводит к уменьшению ширины спектральных линий в спектре фотолюминесценции, что весьма привлекательно для формирования на их основе гетеролазеров.

Исходные спектральные кривые монокристаллических сверхрешеток (рис. 2, b) по сравнению с образцом 1 с одним квантовым слоем (рис. 2, a) имеют достаточно большую ширину резонансной линии W 27-32 meV, связанную с разбросом параметров структуры (например, толщины квантовой ямы как в пределах одного, так и нескольких периодов сверхрешетки). В процессе травления некоторых образцов наблюдалось последовательное уменьшение ширины спектральной линии на несколько meV. В частности, это хорошо было видно на примере структуры 4 (рис. 4, c), где величина W менялась в зависимости от времени травления в течение одного часа от 27 до 21 meV. Аналогичная зависимость наблюдалась и для образцов 1, 2 с небольшим числом квантовых ям, где травление в течение примерно получаса привело к уменьшению исходной ширины спектральных линий Рис. 5. Температурные зависимости поверхностной конценприблизительно на 2 meV (рис. 4, a, b). Это говорит о трации (a) и холловской подвижности (b) электронов, полученные методом Ван дер Пау для монокристаллического том, что влияние эффекта дополнительного простран(кривые 4 ) и пористого (кривые 4) образца 4.

ственного ограничения в формируемой сетке квантовых нитей оказывается выраженным более сильно, чем ожидаемое усиление роли статистических неоднородностей, возникающих в процессе травления. Понятно, что обрасветоизлучающего слоя вследствие его вытравливания.

зование при травлении абсолютно гладких зеркальных С другой стороны, ухудшение зеркальных характериграниц нитей одного размера маловероятно. Наличие стик поверхности структур в процессе их травления, шероховатостей на границах способствует появлению приводящее к уменьшению интенсивности отраженного дополнительных состояний в системе типа состояний сигнала возбуждающего лазера, будет приводить к увеТамма и Шокли. Более того, наличие на поверхности пор личению доли поглощаемой в образце мощности, что зарядовых состояний может приводить к перекрытию в свою очередь в отдельных случаях может способствоодномерных каналов, обусловливая появление дополнивать увеличению эффективности фотолюминесценции из тельных неоднородностей в системе [14] и как следствие структуры [1].

к дополнительному уширению спектральных линий. Это, Исследование одномерных квантовых объектов предв частности, хорошо видно из рис. 4, b, d, где возникставляет особый интерес в связи с ожидаемыми от новение дополнительных неоднородностей при вытравних специфическими не только оптическими, но и ливании пор в многослойных структурах 2, 5 приводит транспортными свойствами [15,16]. Однако для сеток к значительному разбросу экспериментальных данных квантовых нитей, полученных электролитическим травот измерения к измерению. Сильный разброс значений лением плоскослоистых квантовых гетерокомпозиций, ширины линии в зависимости от времени травления не возрастание роли поверхностных состояний и эффекта мешает, однако, видеть и для этих образцов тенденцию к экранировки [14], способствующего наряду с обрывом уменьшению ширины линии. Наблюдаемые зависимости нитей в сетке проявлению различного рода перколяуказывают на то, что механизмы, работающие в разные ционных эффектов, может сильно усложнить характер стороны (статистическая неоднородность и возрастание зависимостей, наблюдаемых при протекании тока по плотности состояний в спектре электронов), имеют структуре. На это указывают, в частности, и предвапримерно одинаковую эффективность и довольно чув- рительные результаты измерения эффекта Холла, проствительны к процессу травления.

веденные на пористом образце 4 (рис. 5), и их сопоИнтегральная интенсивность линий фотолюминесцен- ставление с данными, полученными на исходных моции в процессе травления образцов практически для нокристаллических образцах [17]. Появление дополнивсех структур уменьшалась [10]. Снижение эффективно- тельного довольно эффективного механизма рассеяния, сти излучения связано с уменьшением объема активного связанного с граничными состояниями и зарядами на Физика твердого тела, 2004, том 46, вып. 918 Л.К. Орлов, Н.Л. Ивина хорошо развитой поверхности пор, приводит не только к уменьшению концентрации и подвижности электронов в пористом слое Inx Ga1-xAs по отношению к монокристаллическому слою, но и коренным образом меняет характер температурной зависимости подвижности (рис. 5, b). В пористых образцах с нестабилизированной поверхностью рассеяние на границах доминирует над фононным механизмом рассеяния электронов в каналах даже при комнатной температуре, обусловливая спад подвижности электронов при снижении температуры измерения.

Авторы выражают глубокую признательность сотрудникам НИФТИ ННГУ: Н.А. Алябиной за помощь, оказанную при травлении образцов, Б.Н. Звонкову за предоставленные для работы образцы монокристаллических структур, Р.А. Рубцовой за помощь в проведении электрофизических измерений, а также сотруднику ИФМ РАН Н.В. Востокову за снятие снимков поверхности образцов на сканирующем зондовом микроскопе.

Список литературы [1] Ю.Н. Бузынин, С.А. Гусев, Ю.Н. Дроздов, З.Ф. Красильник, А.В. Мурель, Д.Г. Ревин, В.Н. Шашкин, И.В. Шулешова. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования 5, 40 (1996).

[2] Н.С. Аверкиев, Л.П. Казакова, Э.А. Лебедев, Ю.В. Рудь, А.Н. Смирнов, Н.Н. Смирнова. ФТП 34, 757 (2000).

[3] А.Д. Грозав, Н.И. Лепорда. ФТТ 38, 1924 (1996).

[4] D.P. Yu, Y.J. Xing, Q.L. Hang et al. Physica E 9, 305 (2001).

[5] Е.С. Демидов. Письма в ЖЭТФ 71, 351 (2000).

[6] Е.С. Демидов, В.В. Карзанов, В.Г. Шенгуров. Письма в ЖЭТФ 67, 794 (1998).

[7] В.Н. Богомолов, А.И. Задорожний, Т.М. Павлова, В.П. Петрановский, В.П. Подхалюзин, А.Л. Холкин. Письма в ЖЭТФ 31, 406 (1980).

[8] В.Н. Богомолов, А.И. Задорожний, Т.М. Павлова. ФТП 15, 2029 (1981).

[9] L.K. Orlov, N.L. Ivina, N.A. Alyabina, B.N. Zvonkov, E.S. Demidov. Phys. Stat. Solid. (a) 3, 981 (2003).

[10] Л.К. Орлов, Н.Л. Ивина. Письма в ЖЭТФ 75, 584 (2002).

[11] L.K. Orlov, N.L. Ivina, N.A. Alyabina, N.V. Vostokov, B.N. Zvonkov, E.S. Demidov. Proc. of Int. Conf. on Solid State Crystals: Material Sciences and Applications (2002).

Zakopane, Poland (2003). P. 38.

[12] В.Я. Алешкин, Б.Н. Звонков, Е.Р. Линькова, А.В. Мурель, Ю.А. Романов. ФТП 27,931 (1993).

[13] Л.К. Орлов, Н.Л. Ивина, Ю.Н. Дроздов, Н.А. Алябина.

Письма в ЖТФ 28, 24, 1 (2002).

[14] С.Г. Петросян, А.Я. Шик. ФТП 26, 763 (1992).

[15] J. Voit. Rep. Progress in Phys. 58, 977 (1995).

[16] F.D.M. Haldane. J. Phys. C: Solid State Phys. 14, 2585 (1981).

[17] Л.К. Орлов, Н.Л. Ивина, Р.А. Рубцова, Ю.А. Романов. ФТТ 42, 3, 537 (2000).

Физика твердого тела, 2004, том 46, 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.