WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Ландау в первой подзоне размерного квантования 2s1, т. е. переходу типа 1s 3p+. Видно, что результаты расчетов энергий циклотронных переходов хорошо согласуются с полученными экспериментально положениями линий CH1 и Ch1. Положение линии примесного магнитопоглощения CI1, удовлетворительно согласуется с расчетной кривой 1 для перехода типа 1s 2p+ в пределах первой подзоны размерного квантования для примеси, расположенной в центре барьера GeSi.

Возможно, что наблюдаемое расхождение (экспериментальные точки лежат несколько выше кривой 1) связано с дисперсией энергии перехода из-за равномерного распределения остаточной примеси по толщине структуры.

Таким образом, представляется, что линия CI1 связана с возбуждением A0-центров, расположенных в барьере.

Вместе с тем проведенные расчеты показывают, что линия CI2 не может быть связана с переходами между Рис. 3. Сводные данные по положению наблюдаемых уровнями в спектре нейтрального акцептора. Полученспектральных линий магнитопоглощения в гетероструктуре ные вариационным методом первые оценки энергии свяGe/GeSi № 308. CH1 и Ch1 — линии циклотронного резонанса, зи A+-центров (т. е. нейтральных акцепторов с „лишней“ CI1 и CI3 — линии примесного магнитопоглощения.

дыркой, расположенных в КЯ) дают E+ 2meV [16], что чуть меньше значения, к которому экстраполируется спектральное положение линии CI2 при H 0 (рис. 1).

нами было высказано предположение, что третья линия Можно предположить, что A+-центры, как и D--центры, может быть обусловлена переходами между возбужденне имеют возбужденных связанных состояний [17]; слеными состояниями акцепторов, которые могут быть довательно, наблюдаемые оптические переходы должны заселены в неравновесных условиях при межзонной иметь место при E+. Таким образом, линия CI2, подстветке. Для этого необходимо, чтобы время жизпо-видимому, связана с возбуждением A+-центров.

ни носителей, связанное с межзонной рекомбинацией, На рис. 2 представлен типичный спектр магнитопобыло сравнимо с характерными временами релаксации глощения в структуре № 308 с более широкой КЯ, в с возбужденных состояний, которые приблизительно которой нам удалось наблюдать три линии примесного равны 10-8-10-7 s [19]. Однако проведенные в настомагнитопоглощения CI1-CI3 [6–8] (линия CE1L связана ящей работе измерения сигнала магнитопоглощения с с ЦР электронов в 1L-долине [18]); сводные данные по временным разрешением показали, что типичные вре положению наблюдаемых линий приведены на рис. 3.

По аналогии с образцом № 306 две примесные линии мена релаксации для всех примесных линий составляют можно было бы связать с переходом 1s 2p+ для A0- порядка 10-4 s (рис. 2). Следовательно, все наблюдаемые центров, расположенных в барьере (CI1 или CI2), и примесные линии связаны с переходами с основных с фотоионизацией A+-центров (CI3). В работах [6–8] состояний каких-либо мелких акцепторных центров.

Физика твердого тела, 2005, том 47, вып. 78 В.Я. Алешкин, А.В. Антонов, Д.Б. Векслер, В.И. Гавриленко, И.В. Ерофеева, А.В. Иконников...

вторым уровнем Ландау соответственно в первой и второй подзонах размерного квантования. Наконец, линия, отмеченная звездочками, отвечает переходу 1s 2p+ для ранее не обсуждавшегося экзотического мелкого нейтрального центра, состоящего из расположенного в центре КЯ акцептора, захватившего дырку из соседней КЯ.

Как следует из сопоставления полученных экспериментальных данных с результатами расчетов для образца № 308, имеет место качественное согласие положения наблюдаемых линий CI1 и CI2 (рис. 3) и расчетных кривых 1 и 2 на рис. 4. Вследствие довольно сильного перекрытия линий CI1 и CI2 (см. рис. 2, а также рис. из работы [8]) для более детального сопоставления теории с экспериментом необходимо провести расчеты Рис. 4. Переходы с основного акцепторного уров- спектров поглощения. Что касается линии CI3, то ее ня (J = -3/2) в гетероструктуре Ge/Ge0.91Si0.09 № 308 положение при H 0 экстраполируется к энергии кван(dGe = 350 ) на возбужденные состояния, соответствующие та 2 meV, что хорошо согласуется (как и в образце J = -1/2. Сплошные линии — переходы для примеси, по№ 306) с величиной энергии ионизации A+-центра в мещенной в центр квантового барьера. Линия, отмеченная КЯ [16]. С другой стороны, положение линии CI3 в звездочками, — переход 1s 2p+ в спектре дырки, связанной образце № 308 неплохо согласуется с расчетными крис ионом примеси в соседней яме. Штриховая линия — выми 3 и 4 для переходов типа 1s 3p+. Для решения циклотронный резонанс дырок. На вставке — два уровня Ланвопроса о принадлежности линии CI3 в этом образце дау, соответствующих проекции момента J = -1/2; слошная необходимо, очевидно, провести расчеты матричных линия — нижний уровень, связанный с первой подзоной разэлементов для соответствующих переходов.

мерного квантования (1s1 по классификации [5]); штриховая В настоящей работе удалось впервые наблюдать нолиния — нижний уровень, связанный со второй подзоной вую линию магнитопоглощения CIx (рис. 3), которая с резмерного квантования (1a2 [5]).

ростом частоты возникает на правом крыле линии ЦР дырок CH1. Проведенные расчеты показывают, что обнаруженная линия может быть обусловлена переходом На рис. 4 представлены рассчитанные в настоящей 1s 2p+ для очень мелкого нейтрального акцептора работе энергии циклотронного перехода 0s1 1s1, со- в центре КЯ и связанной с ним дырки в соседней КЯ.

ответствующего линии CH1 на рис. 3 (штриховая ли- Такие связанные состояния в принципе могут возникать ния), и примесных переходов с основного состояния в неравновесных условиях оптического возбуждения на состояния с J = -1/2 для акцептора, помещенного свободных носителей с последующим захватом их ионизованными примесями в гетероструктурах с КЯ. Как в центр квантового барьера в гетероструктуре № (сплошные линии). Линии 1 и 2 соответствуют пере- видно из рис. 4, первоначально (в малых магнитных полях) энергия такого перехода лишь незначительно ходам на состояния, относящиеся к первому уровню превышает энергию циклотронного перехода 0s1 1s1, Ландау (переход типа 1s 2p+), но к разным (первой и он может не разрешиться в спектре поглощения на и второй) подзонам размерного квантования. Таким фоне соседних линий CI1 и CH1 (энергия перехода образом, малая (по сравнению с образцом № 306 с более отстоит от энергии ЦР на величину, меньшую ширины узкой КЯ) энергия размерного квантования приводит к спектральных линий). Однако затем с ростом магнитвозникновению дублетного перехода 1s 2p+. Хотя в ного поля вследствие уже упоминавшегося пересечения настоящей работе не проводился расчет матричных элеуровней Ландау 1s1 и 1a2, относящихся к первой ментов переходов, можно полагать, что интенсивности и второй подзонам размерного квантования, энергия этих переходов соизмеримы из-за сильной гибридизации этого перехода сублинейно зависит от магнитного поля состояний. Как видно из вставки к рис. 4, в магнит(ср. с кривой 1 на рис. 4) и становится меньше энергии ном поле около 16 kOe происходит пересечение первых циклотронного перехода (рис. 4). Возможно, что именно уровней Ландау 1s1 и 1a2, относящихся к первой и с возбуждением таких очень мелких акцепторов связана второй подзонам размерного квантования (что является наблюдаемая в образце № 307 (с несколько более широследствием сильной непараболичности закона дисперсии кой, чем в образце № 306, КЯ — dGe = 300 —и более дырок в квантовой яме). Как видно из рис. 4, это привоузкими линиями ЦР и примесного магнитопоглощения) дит к антипересечению связанных с этой парой уровней линия CI1, которая расположена всего на 0.15 meV выше примесных состояний с J = -1/2. Таким образом, при линии ЦР дырок CH1 [8].

H < 16 kOe линия 1 соответствует переходу на 2p+-подобное состояние, фактически относящееся к первой Авторы признательны М.Д. Молдавской за многоподзоне размерного квантования, а при H > 16 kOe — летнее сотрудничество, заложившее основу настоящей на состояние, относящееся ко второй подзоне. Линии 3 работы, В.Л. Ваксу, Ю.Н. Дроздову, А.Н. Панину и и 4 отвечают переходам на состояния, связанные со Е.А. Усковой за помощь при подготовке экспериментов.

Физика твердого тела, 2005, том 47, вып. Мелкие акцепторы в гетероструктурах Ge/GeSi с квантовыми ямами в магнитном поле Список литературы [1] В.Я. Алешкин, В.И. Гавриленко, И.В. Ерофеева, А.Л. Коротков, З.Ф. Красильник, О.А. Кузнецов, М.Д. Молдавская, В.В. Никоноров, Л.В. Парамонов. Письма в ЖЭТФ 65, 196 (1997).

[2] V.Ya. Aleshkin, V.I. Gavrilenko, I.V. Erofeeva, D.V. Kozlov, A.L. Korotkov, O.A. Kuznetsov, M.D. Moldavskaya. Phys. Stat.

Sol. (b) 210, 649 (1998).

[3] В.Я. Алешкин, Б.А. Андреев, В.И. Гавриленко, И.В. Ерофеева, Д.В. Козлов, О.А. Кузнецов. ФТП 34, 582 (2000).

[4] V.Ya. Aleshkin, B.A. Andreev, V.I. Gavrilenko, I.V. Erofeeva, D.V. Kozlov, O.A. Kuznetsov, M.D. Moldavskaya, A.V. Novikov. Physica E 7, 3–4, 608 (2000).

[5] V.Ya. Aleshkin, V.I. Gavrilenko, D.B. Veksler, L. Reggian.

Phys. Rev. B 66, 155 336 (2002).

[6] В.Я. Алешкин, Д.Б. Векслер, В.И. Гавриленко, И.В. Ерофеева, А.В. Иконников, Д.В. Козлов, О.А. Кузнецов. Матер.

совещ. „Нанофотоника“. ИФМ РАН, Н. Новгород (2003).

С. 248.

[7] V.Ya. Aleshkin, I.V. Erofeeva, V.I. Gavrilenko, A.V. Ikonnikov, D.B. Kozlov, O.A. Kuznetsov, D.B. Veksler. Proc.

11th Int. Symp. „Nanostructures: Physics and Technology“.

St. Petersburg, Russia (2003). P. 214.

[8] В.Я. Алешкин, А.В. Антонов, Д.Б. Векслер, В.И. Гавриленко, И.В. Ерофеева, А.В. Иконников, Д.В. Козлов, О.А. Кузнецов. ФТТ 46, 1, 126 (2004).

[9] V.Ya. Aleshkin, B.A. Andreev, V.I. Gavrilenko, I.V. Erofeeva, D.v. Kozlov, O.A. Kuznetsov. Nanotechnology 11, 4, (2000).

[10] Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Квантовая механика. Наука, М. (1987).

[11] В.Я. Алешкин, Д.Б. Векслер, В.Л. Вакс, В.И. Гавриленко, И.В. Ерофеева, О.А. Кузнецов, М.Д. Молдавская, J. Leotin, F. Yang. Матер. совещ. „Нанофотоника“. ИФМ РАН, Н. Новгород (1999). С. 114.

[12] V.Ya. Aleshkin, V.I. Gavrilenko, I.V. Erofeeva, O.A. Kuznetsov, M.D. Moldavskaya, V.L. Vakx, D.B. Beksler. Proc.

6th Int. Symp. „Nanostructures: Physics and Technology“.

St. Petersburg, Russia (1999). P. 356.

[13] В.Я. Алешкин, Д.Б. Векслер, В.Л. Вакс, В.И. Гавриленко, И.В. Ерофеева, О.А. Кузнецов, М.Д. Молдавская, Ф. Янг, М. Гуаран, Ж. Леотен. Изв. РАН. Сер. физ. 64, 308 (2000).

[14] В.Я. Алешкин, А.В. Антонов, Д.Б. Векслер, В.И. Гавриленко, И.В. Ерофеева, А.В. Иконников, Д.В. Козлов, О.А. Кузнецов, К.Е. Спирин. Матер. совещ. „Нанофотоника“. ИФМ РАН, Н. Новгород (2004). С. 129.

[15] S. Huant, W. Knap, R. Stepniewski, G. Martinez, V. ThierryMied, B. Etienne. In: High Magnetic Fields in Semiconductor Physics II / Ed. G. Landwehr. Springer Series in Solid-State Sciences. Springer Verlag, Berlin (1989). V. 87. P. 293.

[16] В.Я. Алешкин, В.И. Гавриленко, Д.В. Козлов. Матер.

совещ. „Нанофотоника“. ИФМ РАН, Н. Новгород (2003).

С. 318.

[17] A.B. Dzyubenko. Phys. Lett. A 165, 357 (1992).

[18] В.Я. Алешкин, Д.Б. Векслер, В.И. Гавриленко, И.В. Ерофеева, А.В. Иконников, Д.В. Козлов, О.А. Кузнецов. ФТТ 46, 1, 31 (2004).

[19] С.В. Мешков, Э.И. Рашба. ЖЭТФ 76, 6, 2206 (1979).

Физика твердого тела, 2005, том 47, 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.