WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

область спектра, что связано с соответствующей дина3. Рассмотрим поглощение света комплексом КТ–ПЦ микой уровня Ландау. При этом сдвиг происходит по зав случае, когда B e. Эффективный гамильтониан (t) кону Xth 2 + 8 U0 3/2 + 1 + 9R 2/64U0 a4 /3R взаимодействия с полем световой волны int в случае 0 и может достигать 0.034 эВ (см. кривую 2). Воз- поперечной по отношению к направлению магнитного растает и коэффициент примесного поглощения света поля поляризации et берется в виде (ср. кривые 1 и 2). Этот эффект можно качественно объяснить понижением размерности осцилляторной 2 |e|B (t) int = 0 I0 eiqr (et, P) - [et, r]z. (14) сферической ямы с ростом величины магнитного поm2 Физика и техника полупроводников, 2002, том 36, вып. Анизотропия магнитооптического поглощения комплексов квантовая точка–примесный центр ) В дипольном приближении матричный элемент M(t Из (16)–(18) видно, что оптические переходы с примесf рассматриваемого перехода можно представить как ного уровня возможны только в состояния со значениями квантового числа m = ±1 и четными значениями квантового числа n2. Коэффициент примесного погло(-1)ni0 exp(i) I) M(t = af щения света поперечной поляризации K(t)() запишется 2n+1n! aкак [(2n)!]1/2(n1 + 1)1/2 (/2 + n)[ (/2 - 1/2)]1/2N K(t)() = [ (/2+1)]1/2{(/2)[ (/2+1)- (/2-1/2)]-1}1/ In1 k/3/|e|B a (En,±1,2n - E) ± (-1)kCk 1 + ) |m|,1 duP(u)|M(t|2 · 2m k=0 n1 4aB f 0(X - 2) n1,n m=-2k+1 (k + 2) (2n + 1/2) + 1 + 2u2/a4(2n1 + 2) (1 + 1 + a4/4a4 )k+2 (/2 + n + k + 2) B (X - 2) mu F /2 + n, k + 2;

+ - u. (19) a2(X - 2) /2 + n + k + 2, 1 -. (15) Уравнение для нахождения корней аргумента -функции 1 + 1 + a4/4aB Дирака имеет вид Здесь — полярный угол вектора поперечной поляризации et в цилиндрической системе координат. В этом (2n + 1/2) +(2n1 + 2) 1 + 2u2/aслучае правила отбора возникают при вычислении инте(X - 2) гралов следующего вида:

mu + - u = 0. (20) a2(X - 2) exp(-im) cos( - )d В соответствии с правилами отбора для магнитного квантового числа в случае поперечной поляризации све exp(i), если m = ±1, та находим, что уравнение (20) имеет только два корня = (16) un,n,±1, удовлетворяющих закону сохранения энергии в 0, если m = ±1;

рассматриваемом оптическом переходе:

(2n + 1/2)[1 + a2(X - 2)] un,n,-1 = exp(-im) sin( - )d (/a2){[1 + a2(X - 2)]2 - (2n1 + 2)2} (2n1+2) [1+a2(X -2)]2+(2n+1/2)2-(2n1+2)i exp(i), если m = ±1, + (/a2){[1 + a2(X - 2)]2 - (2n1 + 2)2} = (17) 0, (21) если m = ±1;

(2n + 1/2)[a2(X - 2) - 1] un,n,-1 = z z (/a2){[a2(X - 2) - 1]2 - (2n1 + 2)2} exp -(1 + t) Hn dz a2 a (2n1+2) [a2(X -2)-1]2+(2n+1/2)2-(2n1+2) + если n2 = 2n, (/a2){[a2(X - 2) - 1]2 - (2n1 + 2)2} 0, (22) n = 0, 1, 2,..., = (2n)! В результате коэффициент прямого поглощения света (-1)n a tn(1 + t)-n-1/2, если n2 = 2n.

n! поперечной поляризации K(t)() можно представить в (18) Физика и техника полупроводников, 2002, том 36, вып. 1230 В.Д. Кревчик, А.Б. Грунин, Р.В. Зайцев виде K(t)() =K0a6X 1 a2X (2n)!(n1 + 1)(2n1 + 2)2 (2cn,n,-1 + 3/2) 22n(n!)2 (cn,n,-1 + 7/4) n1,n (cn,n,-1 + 1/4) (cn,n,-1 + 3/4 + n) 1 {(cn,n,-1 + 3/4)[ (cn,n,-1 + 7/4) - (cn,n,-1 + 1/4)] - 1} 1 1 u4 exp[-1/(1 - 2un,n,-1/3)] n1,n,-1 (un,n,-1 + 3)7/3(3/2 - un,n,-1)11/1 {(2n1 + 2)2 - [1 + a2(X - 2)]2}un,n,--+(2n + 1/2)a2[1 + a2(X - 2)] n2k+1 (k + 2) (-1)kCk n (cn,n,-1 + 11/4 + n + k) k={[1 + a2(X - 2)]un,n,-1 - (2n + 1/2)a2}k+3/ {[1 + a2(X - 2)]un,n,-1 + a2[2(n1 - n) +3/2]}k+3 F cn,n,-1 + + n, k + 2; cn,n,-1 + + n + k, 1 4 2(2n1 + 2)a1 [1 + a2(X - 2)]un,n,-1 + a2[2(n1 - n) +3/2] 1 (2n)!(n1 + 1)(2n1 + 2)2 (2cn,n,+1 + 3/2)2 Рис. 2. Спектральная зависимость коэффициента примесного + 1 + поглощения света K(t)() поперечной по отношению к направa2X 22n(n!)2 (cn,n,+1 + 7/4) n1,n лению магнитного поля поляризации для оптического перехода с максимальной силой осциллятора (n1 = 0, n2 = 0, m = ±1) (cn,n,+1 + 1/4) (cn,n,+1 + 3/4 + n) 1 в случае боросиликатного стекла, окрашенного кристаллитами {(cn,n,+1 + 3/4)[ (cn,n,+1 + 7/4) - (cn,n,+1 + 1/4)] - 1} 1 1 InSb, при B = 0 (1) и B = 3.7Тл (2).

u4 exp[-1/(1 - 2un,n,+1/3)] n1,n,+1 (un,n,+1 + 3)7/3(3/2 - un,n,+1)11/1 щения света поперечной поляризации K(t)(), рассчи {(2n1 + 2)2 - [a2(X - 2) - 1]2}un,n,+танная по формуле (23) для оптического перехода с - максимальной силой осциллятора (m = ±1, n1 = n2 = 0) +(2n + 1/2)a2[a2(X - 2) - 1] в случае боросиликатного стекла, окрашенного криnсталлитами InSb. Кривые 1 и 2 построены при тех 2k+1 (k + 2) (-1)kCk nже значениях параметров КТ и ПЦ, как и в случае (cn,n,+1 + 11/4 + n + k) k=продольной поляризации света. Можно видеть, что в {[a2(X - 2) - 1]un,n,+1 - (2n + 1/2)a2}k+3/2 магнитном поле полоса примесного поглощения (кри {[a2(X - 2) - 1]un,n,+1 + a2[2(n1 - n) +3/2]}k+2 вая 1) расщепляется в дублет Зеемана (кривая 2). При этом высота пика поглощения, связанного с оптическим 3 переходом электрона в состояние с m = -1, в несколько F cn,n,+1 + + n, k + 2; cn,n,+1 + + n + k, 1 4 раз меньше высоты пика, связанного с переходом электрона в состояние с m =+1. Такая асимметрия дубле та обусловлена, по-видимому, процессом „выжимания“ 2(2n1+2)aволновой функции электрона, соответствующей состоя1 -, (23) [a2(X-2)-1]un1,n,+1+a2[2(n1-n)+3/2] нию с энергией E0,-1,0 из осцилляторной сферическисимметричной потенциальной ямы. Действительно, погде cn,n,±1 = 2un,n,±1/2. На рис. 2 приведена спек- скольку E0,-1,0 < E0 (E0 — энергия основного состоя1 тральная зависимость коэффициента примесного погло- ния КТ), согласно соотношению неопределенности раФизика и техника полупроводников, 2002, том 36, вып. Анизотропия магнитооптического поглощения комплексов квантовая точка–примесный центр величина коэффициента поглощения света возрастает в несколько раз; для спектра примесного поглощения света поперечной поляризации характерен квантоворазмерный эффект Зеемана. Анизотропия магнитооптического поглощения является немонотонной функцией частоты света. Как и в случае квазиодномерных наноструктур [15], наличие магнитного поля может приводить к ощутимому изменению латерального геометрического конфайнмента, что весьма актуально для разработки фотоприемников на основе двухфазных систем с управляемой полосой примесного поглощения света.

Список литературы [1] S. Huant, S.P. Najda, B. Etienne. Phys. Rev. Lett., 65, (1995).

[2] M. Fujito, A. Natori, H. Yasunada. Phys. Rev. B, 51, (1995).

[3] Э.П. Синявский, С.М. Соковнич. ФТП, 34, 844 (2000).

[4] В.Д. Кревчик, Э.З. Имамов. ФТП, 17, 1235 (1983).

[5] А.А. Пахомов, К.В. Халипов, И.Н. Яссиевич. ФТП, 30, 1387 (1996).

[6] В.Д. Кревчик, Р.В. Зайцев, В.В. Евстифеев. ФТП, 34, (2000).

[7] В.Д. Кревчик, Р.В. Зайцев. ФТТ, 43, 504 (2001).

[8] T. Martin, S. Feng. Phys. Rev. Lett., 64, 1971 (1990).

[9] Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Квантовая механика. Нерелятивистская теория (М., Наука, 1974) т. 3.

[10] Д.С. Буляница, А.А. Гринберг. ФТП, 11, 806 (1977).

[11] В.А. Гринберг. ФТП, 8, 1000 (1974).

[12] Г. Бейтмен, А. Эрдейи. Высшие трансцендентные функРис. 3. Спектральная зависимость анизотропии примесного ции (М., Наука, 1974) т. 1, 2.

поглощения света K(s)/K(t). 1 — B = 0Тл; 2 — B = 3.7Тл, [13] А.Я. Шик. ФТП, 26, 1161 (1992).

|E| = 5.6 · 10-2 эВ; 3 — B = 3.6Тл, |E| = 4.4 · 10-2 эВ.

[14] И.М. Лифшиц, В.В. Слезов. ЖЭТФ, 35, вып. 2 (8), (1958).

[15] В.А. Гейлер, В.А. Маргулис, Л.И. Филина. ЖЭТФ, 113, 1376 (1998).

диус локализации электрона в этом случае должен пре вышать характерную длину осциллятора a = /m0.

Редактор Л.В. Шаронова На рис. 3 представлена спектральная зависимость анизотропии магнитооптического поглощения K(s)/K(t) для той же двухфазной системы, что и в предыдущем случае.

Анизотропия велика вблизи порога примесного поглощения света продольной поляризации (см. кривую 2) и слабо зависит от глубины залегания примесного уровня |E| (ср. кривые 2 и 3).

4. В результате проведено теоретическое рассмотрение магнитооптического поглощения света комплексами квантовая точка – примесный центр в прозрачной диэлектрической матрице. Для потенциала примеси использовалась модель потенциала нулевого радиуса, а КТ описывалась в рамках параболического удерживающего потенциала. Амплитуда потенциала U0 КТ является эмпирическим параметром. Исследованы особенности спектра примесного поглощения света продольной и поперечной по отношению к направлению магнитного поля поляризации: в случае продольной поляризации край полосы примесного поглощения в магнитном поле сдвигается в коротковолновую область спектра, а Физика и техника полупроводников, 2002, том 36, вып. 1232 В.Д. Кревчик, А.Б. Грунин, Р.В. Зайцев Anisotropy of the magneto-optical absorption of quantum dot–impurity center complex V.D. Krevchik, A.B. Grunin, R.V. Zaitsev Penza State University, 440017 Penza, Russia

Abstract

The magneto-optical properties are considered for quantum dot – impurity center complexes, which has been synthesized in transparent dielectric matrix. For the quantum dot one electron states description the parabolic model of the confinement potential has been used. Within the framework of zero-range potential model in the approach of the effective mass, the light inpurity absorption coefficient for the case of longitudinal and transversal polarization in relation to the magnetic field direction with consideration of the quantum dot size dispersion has been calculated. It is shown that in the case of longitudinal polarization the threshold of an impurity absorption band in magnetic field shifts to the short-wave spectrum side, and under these conditions, the absorption coefficient value increases several times. In the case of transversal polarization, the light impurity absorption spectrum is characterized by the quantum-dimensional Zeeman effect. It is also shown, that the magneto-optical absorption anisotropy is a nonmonotonic function of the light frequency and has a weak dependence on the impurity level depth.

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.