WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Полученные в данной работе результаты исслечительно сильнее: 50 100%. На рис. 3 представлена дования поляризации ФЛ МПС InxGa1-xAs / InP и зависимость интенсивности ФЛ многослойных структур InAs / In0.53Ga0.47As / InP обнаруживают новые особенноIn(Ga)As / GaAs в максимуме спектра от угла поворота сти поляризации торцевой ФЛ. Оказалось, что даже поляризатора. Параметры исследованных образцов при- в том случае, когда кривые рентгеновской дифракции ведены в табл. 2. свидетельствовали о деформациях сжатия твердого раствора, их торцевая ФЛ часто поляризована по нормали На рис. 3 показано, что, как и следует из правил отбора [17], при рекомбинации термализованных но- к плоскости слоев (90, вектор E вдоль [001]).

сителей, находящихся на основных уровнях энергии в На рис. 4 представлены спектры 0- (кривая 1) и квантовом слое, угловая зависимость интенсивности ФЛ 90-ФЛ (кривая 2) на МПС с КЯ InxGa1-xAs, x = 0.535, имеет форму восьмерки, вытянутой в плоскости сло- имеющими толщину 8 нм. Несмотря на то, что криев структуры перпендикулярно оптической оси. Однако вые рентгеновской дифракции свидетельствовали о настепень поляризации не составляет 100% и зависит от личии тетрагональных деформаций сжатия не менее структуры слоя. При понижении степени поляризации 4.4 · 10-4, в максимуме спектра наблюдалась сильная форма восьмерки искажается за счет добавления в ми- 90-поляризация: P = -25%. При уменьшении иннимуме света с другой поляризацией (образцы 1848, тенсивности возбуждения происходил небольшой сдвиг 1966, 1959). Это результат легко объяснить, если пред- максимума ФЛ в сторону малых энергий и увеличение положить, что за 90-поляризацию отвечают небольшие степени поляризации до P = -60%.

по площади участки КРС с сильно несимметричным Такую степень поляризации предсказывают правила профилем распределения индия или высокой степенью отбора для легких дырок [17]. Сдвиг максимума с перемешивания атомов на гетерогранице, в то время изменением уровня возбуждения свидетельствует об как основную площадь КРС In(Ga)As занимает КЯ или экранировании электрических полей в КЯ возбужденслой КТ, обладющий поляризацией 0. Это возможно, ными носителями. При увеличении уровня возбужденапример, в результате локальной сегрегации индия [16] ния он уменьшает несимметричность потенциального или какой-либо электрически активной примеси на одной профиля КЯ. Поэтому в качестве объяснения наличия из гетерограниц. 90-поляризации можно принять возникновение во время Рис. 3. Зависимости интенсивности ФЛ (нормированной) в Рис. 4. Спектральные зависимости интенсивности (1, 2) и максимуме спектра многослойных структур InxGa1-xAs / GaAs степени поляризации (3) ФЛ КЯ. In0.535Ga0.465As / InP. Поляс КЯ и КТ от угла поворота поляризатора. Образцы (табл 2):

ризация: 1 —0, 2 —90.

1 — 1848, 2 — 1966, 3 — 1959, 4 — 1960, 5 — 2065.

Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № 1258 В.Я. Алешкин, Б.Н. Звонков, И.Г. Малкина, Ю.Н. Сафьянов, Д.О. Филатов, А.Л. Чернов роста структуры в КЯ электрических полей, которые приводят к сильно непрямоугольному потенциальному профилю. (Вспомним, что в КЯ InxGa1-xAs / GaAs электрическое поле поверхности также приводило к смене направления поляризации). Возникновение этих электрических полей может быть связано с сегрегацией электрически активной примеси.

Слой InAs представляет собой потенциальную яму в КЯ InGaAs. Он служит эффективным стоком возбужденных носителей, поэтому особенности основной линии ФЛ образца должны соответствовать его структуре. Действительно, основная линия ФЛ МПС InAs / In0.53Ga0.47As / InP сдвигалась в сторону малых энергий и при увеличении номинальной толщины InAs до 7.5 МС достигала 1.8 мкм (77 К). Величина сдвига соответствовала данным, полученным в работе [18] на образцах, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Абсолютное значение максимума ФЛ располагалось на 0.04 эВ выше по энергии, чем в указанной работе. (Высокая по сравнению с [18] температура роста приводит к тому, что эффективная толщина напряженного слоя несколько снижается из-за обратного испарения).

Спектры фотопроводимости находились в согласии с данными ФЛ. Исследование поверхности КРС этих структур с помощью атомно-силовой микроскопии не проводилось, однако гауссова форма основной линии ФЛ свидетельствовала об образовании характерных для КТ нуль-мерных состояний.

Так же, как и в структурах на подложке GaAs, в структурах InAs / In0.53Ga0.47As / InP слой InAs подвергается сильным тетрагональным деформациям сжатия.

Рис. 5. Спектры фотолюминесценции структур (Несоответствие параметров решетки InAs и InP порядка InAs / In0.537Ga0.463As / InP. a — КЯ InGaAs 25 нм, InAs 3%). Поэтому ожидалось, что его торцевая ФЛ будет 2.5 МС; поляризация: 1 —0, 2 —90. b —КЯInGaAs 25 нм, поляризована вдоль плоскости слоев — 0. В образце с InAs 5 МС; 1, 2 и 3, 4 соответствуют перпендикулярным друг малой толщиной InAs это действительно наблюдалось.

другу торцам; поляризация: 1, 3 —0; 2, 4 —90.

Исследования на ряде образцов показали, однако, что максимум ФЛ, соответствующий рекомбинации в слое InAs, все-таки может иметь 90-поляризацию.

На рис. 5, a показаны спектры торцевой ФЛ гетеро- ких дырок. Такой особенностью может быть понижение симметрии атомных связей на гетерогранице, приводяструктуры In0.537Ga0.463As / InP с тонкими слоями InAs щее к более высокой, чем в In(Ga)As / GaAs, степени (2.5 МС) в середине КЯ In0.537Ga0.463As (25 нм). Она обладает 0-поляризацией. Пик A (h = 0.78 эВ) со- замешивания состояний. Расслоение или возникновение ответствует рекомбинации носителей, захваченных сло- областей структурного упорядочения твердого раствора [19] может также привести к такому эффекту: захвату ем InAs, а пик B (h = 0.8эВ) — рекомбинации в слое твердого раствора In0.537Ga0.463As. Пик A поля- неравновесных дырок включениями и непрямой (в реальризован сильнее, чем B : P = 50 и 20% соответ- ном пространстве) рекомбинации. В непрямой рекомбинации участвует туннелирование, в котором основную ственно.

роль играют состояния, далеко проникающие в барьер.

При увеличении толщины напряженного слоя до 5 МС направление поляризации изменилось (рис. 5, b). При- Обе причины связаны со структурой слоев твердого ведены спектры 0- (кривые 1, 3) и 90- (кривые 2, 4) раствора.

ФЛ, исходящей из двух взаимно перпендикулярных ско- Свойства линии B (рис. 5, b) говорят о сложной лов (кривые 1, 2 и кривые 3, 4). Видно, что в мак- структуре твердого раствора. При измерении ФЛ из двух симуме ФЛ (A) наблюдается сильная 90-поляризация: перпендикулярных торцов направление поляризации в P = 30%. области линии B не совпадает: кривые 1 и 2 показыТакое изменение направления поляризации свидетель- вают 0, а полученные при измерении с другого торца ствует о существовании структурных особенностей, при- кривые 3 и 4 —90-поляризацю. Это характерно для водящих к участию в рекомбинации состояний типа лег- упорядоченного твердого раствора [20].

Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № Поляризация фотолюминесценции вдоль плоскости квантово-размерных слоев структур... Заключение In-plane photoluminescence polarization of InAs / Ga(In)As quantum layers, grown В работе экспериментально обнаружено влияние неby metalorganic vapor phase epitaxy симметрии КРС In(Ga)As / GaAs на степень поляризации торцевой ФЛ и увеличение степени линейной поляриза- V.Ya. Aleshkin, B.N. Zvonkov, I.G. Malkina, + Yu.N. Safyanov, D.O. Filatov, A.L. Chernov ции торцевой ФЛ при образовании КТ в этих структурах.

В структурах InAs / In0.5Ga0.5As / InP направление поPhysical-Technical Institute, ляризации ФЛ напряженных КС и самого твердого расN.I. Lobachevcky Nizhny Novgorod State University, твора изменяется значительно более сложным образом.

603600 N. Novgorod, Russia Работа поддержана РФФИ (грант 95-02-05610), Ми- Institute for Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences, нистерством науки (Программа ФТНС, гранты 95-2004, 603600 N. Novgorod, Russia 97-1089) и CRDFRESC02.

+ Regional Center for Scanning Microscopy, Physical-Technical Institute, Список литературы N.I. Lobachevcky Nizhny Novgorod State University, 603600 N. Novgorod, Russia [1] R. Sooryakumar, D.S. Chemla, A. Pinchuk, A.C. Gossard, W. Wiegmann, L.J. Sham. Sol. St. Commun., 54, 859 (1985).

Abstract

Linear polarization of photoluminescence emitted fa[2] K. Fujiwara, N. Tsukada, N. Nakayama, T. Nishino. Sol. St.

long the plane of InAs / Ga(In)As wafer has been investigated. The Commun., 69, 63 (1989).

dependence of the polarization degree on asymmetry of quantum [3] D. Gershoni, I. Brener, G.A. Baraff, S.N.G. Chu, L.N. Pfeiffer, well shape, quantum dot formation, presence of inclusions in solid K. West. Phys. Rev. B, 44, 1930 (1991).

alloy was observed.

[4] K. Uppal, D. Tishinin, P.D. Dapkus. J. Appl. Phys., 81, (1997).

E-mail: fdp@phys.unn.runnet.ru [5] G. Malkina, V.Ya. Aleshkin, B.N. Zvonkov, Yu.N. Saf’yanov.

Phys. Low-Dim. Structur., 1/2, 61 (1997).

[6] X. Marie, J. Barrau, B. Brousseau, Th. Amand, M. Brousseau, E.V.K. Rao, F. Alexandre. J. Appl. Phys., 69, 812 (1991).

[7] D. Gershoni, H. Temkin. J. Luminecs., 44, 381 (1989).

[8] Г.Л. Бир, Г.Е. Пикус. Симметрия и деформационные эффекты в полупроводниках (М., Наука. 1972).

[9] S. Jorda, U. Rossler. Superlatt. Microstr., 8, 481 (1990).

[10] E.L. Ivchenko, A.Yu. Kaminski, U. Rssler. Phys. Rev. B, 54, 5852 (1996).

[11] W.L. Wang, J.L. Liao, B. Xu, Zh. Zhu, B. Yang. Appl. Phys.

Lett., 66, 1080 (1995).

[12] Б.Н. Звонков, И.Г. Малкина, Е.Р. Линькова, В.Я. Алешкин, И.А. Карпович, Д.О. Филатов. ФТП, 31, 1100 (1997).

[13] Б.Н. Звонков, Е.Р. Линькова, И.Г. Малкина, Д.О. Филатов, А.Л. Чернов. Письма ЖЭТФ, 63, 418 (1996).

[14] Г.А. Максимов, Д.О. Филатов. Матер. 2-го всесоюзн.

совещ. СЗМ-98 (Нижний Новгород, 1998) с. 105.

[15] A. Chandra, C.E.C. Wood, D.W. Woodard, L.F. Eastman. Sol.

St. Electron., 22, 645 (1979).

[16] O. Dehaese, X. Wallart, F. Mollot. Appl. Phys. Lett., 66, (1995).

[17] G. Bastard, C. Delalande, Y. Guldner, P. Voisin. Adv. Electron.

and Electron. Phys., 72, 1 (1988); C. Weisbuch, B. Vinter. In:

Quantum Semiconductor Structures, ed. by H.B. Jovanovich (Academic Press, INC. San Diego, CA, 1991).

[18] В.М. Устинов, А.Е. Жуков, А.Ф. Цацульников, А.Ю. Егоров, А.Р. Ковш, М.В. Максимов, А.А. Суворова, Н.А. Берт, П.С. Копьев. ФТП, 31, 1256 (1997).

[19] A. Zunger, S. Mahajan. In: Handbook on Semiconductors (Elsevier, Amsterdam, 1994) v. 3.

[20] G.S. Horner, A. Mascarenhas, R.G. Alonso, D.G. Friedman, K. Sinha, K.A. Bertness, J.G. Zhu, J.M. Olson. Phys. Rev. B, 48, 4944 (1993).

Редактор Л.В. Шаронова Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, №

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.