WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

(Eexc = 2.41 эВ), когда энергетическое расстояние между Спектр ФЛ для образца с номинальной толщиквантом возбуждения и положением максимума полосы ной вставки CdSe 3.0 МС представлен на рис. 4.

ФЛ близко к утроенной энергии LO-фонона вставки Как видно, при возбуждении в область барьера ZnSe (кривая 2). В этом случае более широкая низкоэнер(Eexc = 2.882 эВ, кривая 1) регистрируется одна погетическая полоса ФЛ (2.306 эВ) соответствует излучелоса ФЛ при 2.306 эВ полушириной 41 мэВ, имеюнию термализованных экситонов, и ее энергетическое щая незначительную асимметрию со стороны меньших положение совпадает со случаем высокоэнергетического энергий (кривая 1). Низкоэнергетический сдвиг ее в нерезонансного возбуждения (кривая 1). Со стороны сравнении с образцом с толщиной вставки CdSe 1.5 МС больших энергий проявилась дополнительная полоса обусловлен преимущественно ростом содержания Cd сравнимой интенсивности при 2.319 эВ. В работе [9] во вставке. Имеющий место при этом рост плотности для аналогичной структуры спектр ФЛ моделировался островков [20] увеличивает их вклад в ФЛ и объясняет двумя гауссовыми линиями: высокоэнергетическая лиуменьшение асимметрии полосы излучения [9,22–23].

ния приписывалась излучению 2D подобных экситонов Заметное увеличение ее полуширины (41 мэВ в сравсмачивающего слоя, а низкоэнергетическая — излученении с 24 мэВ для образца с 1.5 МС) согласуется нию 0D экситонов в наноостровках. Тот факт, что в с установленным в [20] фактом увеличения разброса нашем случае максимум высокоэнергетической полосы компонентного состава x в островках при большей отстоит от энергии кванта возбуждения на энергию номинальной толщине вставки CdSe. Заметим, что ре3LO-фононов вставки, позволяет предположить, что анаальная интенсивность регистрируемой полосы ФЛ при логично случаю, рассмотренному выше для образца со переходе от образца с 1.5 МС к 3.0 МС и той же вставкой 1.5 МС, эта полоса может быть приписана мощности возбуждения уменьшается примерно вдвое.

излучению локализованных экситонов в области ниже С учетом роста плотности островков это означает, что в более толстом образце эффективность светоизлуче- эффективного экситонного края подвижности с участием 3LO-фононов. При этом энергия LO-фонона вставки ния существенно падает. Причиной этого может быть соответствует твердому раствору Zn1-xCdxSe состава значительное возрастание роли дефектов структуры, в частности высокой концентрации катионных вакансий, x 38-40% [18,19] (без учета влияния напряжения, образовавшихся вследствие неравновесных условий про- которое возрастает с увеличением толщины вставки и цесса МПЭ [20]. занижает значения x).

7 Физика и техника полупроводников, 2003, том 37, вып. 1378 М.Я. Валах, М.П. Лисица, В.В. Стрельчук, Н.В. Вуйчик...

Резюмируя приведенные результаты, заключаем, что для исследованной CdSe/ZnSe-наноструктуры с толщиной CdSe вставки 1.5 МС при резонансном возбуждении в области основного экситонного перехода имеет место изменение спектральной формы полосы излучения наноостровков в сравнении с нерезонансным возбуждением. Достаточно узкая спектральная ширина соответствующей полосы излучения с фононной структурой и высокая его эффективность указывают на весьма быстрые релаксационные процессы с доминированием взаимодействия локализованных экситонов с оптическими фононами. Энергии оптических фононов, участвующих в процессе релаксации, подтверждают значительное компонентное разупорядочение вставки. Наблюдаемое низкоэнергетическое уширение полосы излучения у ее Рис. 5. Спектр резонансного КРС наноструктуры CdSe/ZnSe основания свидетельствует о заметной роли и многофос номинальной толщиной вставки CdSe 3.0 МС. T = 5K.

нонных процессов релаксации экситонов, в том числе с exc = 514.5нм.

участием акустических фононов краев зоны Бриллюэна.

При реализованных резонансных условиях возбуждения образца со вставкой СdSe 3.0 МС наблюдалась полоПри резонансном возбуждении образца с 3.0 МС про- са излучения с дополнительным пиком, обусловленным явился также и процесс резонансного комбинационно- процессом взаимодействия локализованных экситонов го рассеяния света (КРС). На рис. 5 он представлен с 3LO-фононами наноостровков. При этом резонансное более обстоятельно. В спектре присутствуют LO- и КРС определялось составом 2D слоя вставки.

2LO-фононные линии с частотным положением Полученные экспериментальные данные могут быть и 500 см-1 соответственно, что отвечает твердому расинтерпретированы в рамках модели, предполагающей твору Zn1-xCdxSe состава x 18 - 20% [18,19]. Соналичие как слабо локализованных состояний вблизи гласно данным работы [20], это значение x отвечает эффективного экситонного края подвижности, иниции2D-слою Zn1-xCdxSe-вставки. В спектре присутствует рованных небольшими флуктуациями состава и (или) также слабая по интенсивности линия LO-фонона под- напряжений в 2D слое, так и более сильно локалиложки GaAs ( 293 см-1). Кроме того, в области зованных глубоких хвостов состояний, обусловленных частот 160-350 см-1 отчетливо регистрируется допол- значительным композиционным разупорядочением в нанительное рассеяние, которое обусловлено активацией ноостровках.

в спектре КРС всей фононной плотности состояний Работа была поддержана РФФИ (грант Zn1-xCdxSe-вставки из-за нарушений трансляционной № 03-02-17563) и совместной Российско-Украинской симметрии кристаллической структуры, обусловленной исследовательской программой.

неоднородностью ее состава. Для аналогичных структур такой эффект наблюдался и в спектрах возбуждения люминесценции [17].

Список литературы Таким образом, при реализованном нами резонансном возбуждении образца со вставкой CdSe 3.0 МС в спектре [1] S.H. Xin, P.D. Wang, A. Yin, M. Dombrowska, J.L. Merz, ФЛ и резонансного КРС проявляются два независимых J.K. Furdyna. Appl. Phys. Lett., 69, 884 (1996).

процесса. Во-первых, имеет место быстрая рекомбина[2] F. Flack, N. Samarth, V. Nikitin, P.A. Crowell, J. Shi, J. Levy, ция экситонов, локализованных в обогащенных кадмием D.D. Awschalom. Phys. Rev. B, 54, 17 312 (1996).

наноостровковых областях. Она происходит с участием [3] K. Leonardi, H. Heinke, K. Ohkawa, D. Hommel, F. Gindele, трех LO-фононов и дает высокоэнергетический пик ФЛ.

U. Woggon. Appl. Phys. Lett., 71, 1510 (1997).

Спектральная диффузия в более глубокие состояния [4] A.A. Toropov, S.V. Ivanov, T.V. Shubina, S.V. Sorokin, A.V. Lebedev, A.A. Sitnikova, P.S. Kop’ev, M. Willander, хвостов зон за счет взаимодействия с акустическими G. Pozina, J.P. Bergman, B. Monemar. Jap. J. Appl. Phys., фононами обусловливает низкоэнергетическую компо38, 566 (1999).

ненту ФЛ аналогично механизму, обсуждавшемуся в [5] E. Cohen, M.D. Sturge. Phys. Rev. B, 25, 3828 (1982).

работе [14]. Во-вторых, имеет место процесс КРС, для [6] N.F. Mott, E.A. Davis. Electronic Processes in Non-Crystalкоторого реализуются условия выходного резонанса с line Materials (Oxford, England, Oxford University Press, высокоэнергетическим краем ФЛ, определяемым обла1979) v. 2.

стями вставки с минимальным содержанием Cd (2D [7] J. Hegarty, L. Goldner, M.D. Sturge. Phys. Rev. B, 30, слой [20,21]). (1984).

Физика и техника полупроводников, 2003, том 37, вып. Экситонная рекомбинация около края подвижности в CdSe/ZnSe-наноструктурах [8] S. Sorokin, T. Shubina, A. Toropov, I. Sedova, A. Sitnikova, Excitonic recombination near the mobility R. Zolotareva, S. Ivanov, P. Kop’ev. J. Cryst. Growth, 200/201, edge in CdSe/ZnSe nanostructure 461 (1999).

M.Ya. Valakh, M.P. Lisitsa, V.V. Strelchuk, M.V. Vuychik, [9] C.S. Kim, M. Kim, S. Lee, J.K. Furdyna, M. Dobrowolska, H. Rho, L.M. Smith, H.E. Jackson. J. Cryst. Growth, 214/215, S.V. Ivanov, A.A. Toropov, T.V. Shubina, 761 (2000).

P.S. Kop’ev [10] S.V. Ivanov, A.A. Toropov, T.V. Shubina, S.V. Sorokin, Institute of Semiconductor Physics, A.V. Lebedev, I.V. Sedova, P.S. Kop’ev. J. Appl. Phys., 83, National Academy of Science of Ukraine, 3168 (1998).

03028 Kyiv, Ukraine [11] A. Resnitsky, A. Klochikhin, S. Permogorov, I. Sedova, S. Sorokin, S. Ivanov, M. Schmidt, H. Kalt, C. Klingshirn. Proc. Ioffe Physicotechnical Institute, 10th Int. Symp. Nanostructures: Physics and Technology (St.

Russian Academy of Sciences, Petersburg, Russia, 2002).

194021 St. Petersburg, Russia [12] I.L. Krestnikov, M.V. Maximov, A.V. Sakharov, P.S. Kop’ev, Zh.I. Alferov, N.N. Ledentsov, D. Bimberg, C.M. Sotomayor

Abstract

We report on the low temperature photoluminescence Torres. J. Cryst. Growth., 184/185, 545 (1998).

and Raman scattering studies of CdSe/ZnSe nanostructrures with [13] Н.Н. Леденцов, В.М. Устинов, В.А. Щукин, П.С. Копьев, CdSe inclusions of 1.5 and 3.0 monolayer nominal thicknesses.

Ж.И. Алферов, Д. Бимберг. ФТП, 32, 385 (1998).

The energy position of the PL emission band is determined by [14] A.A. Toropov, T.V. Shubina, S.V. Sorokin, S.V. Ivanov, interdiffusion of Cd and Zn in the region of the insert while the G.R. Pozina, J.P. Bergman, B. Monemar. J. Cryst. Growth, band shape is caused by strong interaction of the licalized excitons 214/215, 806 (2000).

[15] F. Gindele, K. Hild, W. Langbein, U. Woggon, K. Leonardi, with optical phonons in Zn1-x CdxSe alloy. The important role D. Hommel, T. Kmmell, G. Bacher, A. Forchel. J. Luminesc., of multiphonon processes, including the acoustical phonons of the 83–84, 305 (1999).

Brillouin band edge, in the excitonic relaxation is demonstrated.

[16] R. Heitz, M. Grundmann, N.N. Ledentsov, L. Eckey, M. Veit, The results obtained are interpreted in the framework of the model D. Bimberg, V.M. Ustinov, A.Yu. Egorov, A.E. Zhukov, of the efficient excitonic mobility edge.

P.S. Kop’ev, Zh.I. Alferov. Appl. Phys. Lett., 68 (3), (1996).

[17] S. Permogorov, A. Resnitsky, A. Klochikhin, L. Tenishev, W. von der Osten, H. Vogelsang, H. Stolz, M. Juette. J.

Luminesc., 87–89, 435 (2000).

[18] R.G. Alonso, E.-K. Suh, A.K. Ramdas, N. Samarth, H. Luo, J.K. Furdyna. Phys. Rev. B, 40, 3720 (1989).

[19] M.Ya. Valakh, M.P. Lisitsa, G.S. Pekar, G.N. Polisskii, V.I. Sidorenko, A.M. Yaremko. Phys. St. Sol. (b), 113, (1982).

[20] N. Peranio, A. Rosenauer, D. Gerthsen, S.V. Sorokin, I.V. Sedova, S.V. Ivanov. Phys. Rev. B, 61, 16 015 (2000).

[21] D. Litvinov, A. Rosenauer, D. Gerthsen, N.N. Ledentsov. Phys.

Rev. B, 61, 16 819 (2000).

[22] M.Ya. Valakh, V.V. Strelchuk, A.A. Toropov, S.V. Sorokin, S.V. Ivanov, P.S. Kop’ev, N. Mestres, J. Pascual, T.V. Shubina, G. Pozina, B. Monemar. Semicond. Sci. Technol., 17, (2002).

[23] T.V. Shubina, M.Ya. Valakh, V.V. Strelchuk, A.A. Toropov, S.V. Sorokin, S.V. Ivanov, P.S. Kop’ev, N. Mestres, J. Pascual, A. Waag, G. Landwehr. Proc. 10th Int. Conf. II–VI Compound, (Bremen, Germany, 2001) Mo-P60.

Редактор Л.В. Беляков 7 Физика и техника полупроводников, 2003, том 37, 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.