WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Стрелки указывают положение полос ФЛ в спектрах, записанных при возбуждении с энергиями квантов 2.41 и 1.55 эВ. При сканировании максимума полосы ФЛ малых КТ в спектре ФЛ больших КТ отчетливо проявляютРис. 3. a — низкотемпературные (T = 7K) спектры фотолюминесценции, записанные при энергиях возбуждения ниже барьера AlGaAs в интервале Eexc = 1.476-1.653 эВ с шагом 15 мэВ. b — низкотемпературные (T = 7K) спектры фотолюминесценции при энергиях возбуждения ниже барьера GaAs Eexc = 1.348-1.473 эВ с шагом 8 мэВ. Спектральные особенности A и B отвечают, соответственно, излучению больших и малых квантовых точек; C и D отвечают, соответственно, переходам между локализованными состояниями и электронно-дырочным переходам в смачивающем слое InAs.

ры спектра ФЛ при приближении энергии возбуждения к области энергий 1.355 эВ свидетельствует о том, что полоса C не может быть приписана состояниям КТ, характеризуемым -образной плотностью, а относится скорее к квазинепрерывным локализованным состояниям смачивающего слоя. Сравнительно сильный сигнал Рис. 4. Спектры низкотемпературной (T = 7K) резонансной ФЛ КТ, возникающий при подбарьерном возбуждении фотолюминесценции, измеренные для различных Eexc при вне области состояний КТ, т. е. вне резонанса, под- сканировании области оптических переходов в малых КТ.

Отчетливо видна двухкомпонентная структура полосы ФЛ тверждает тем не менее значительную заполненность больших КТ. Наблюдается селективное сужение и усиление запрещенной зоны GaAs хвостами плотности состояний полосы ФЛ, отвечающей асимметричным квантовым молекусмачивающего слоя, локализованными и примесными лам. Вертикальные штриховые линии отмечают положения состояниями.

максимумов в спектрах фотолюминесценции, записанных при Наиболее интересное поведение спектров ФЛ заэнергиях возбуждения 1.55 и 2.41 эВ (см. рис. 2, a). Смещения регистрировано при сканировании области энергий, фононных реплик 3LOInAs и 2LOInAs показаны пунктирными отвечающей переходам между основными состояния- линиями.

Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. 86 Г.Г. Тарасов, З.Я. Жученко, М.П. Лисица, Yu.I. Mazur, Zh.M. Wang, G.J. Salamo, T. Warming...

ся две разные полосы (см. штриховые вертикальные 4. Заключение прямые). Одна из них (высокоэнергетическая) быстро уменьшается и исчезает, в то время как вторая полоса Таким образом, методом ФЛ, спектров возбуждения (низкоэнергетическая) сильно сужается, достигая ши- ФЛ и резонансной ФЛ исследованы энергетические рины на половине высоты полосы (FWHM) 30 мэВ, состояния самоорганизованных КТ в двухслойных струки возрастает по амплитуде. Форма полосы ФЛ была турах InAs / GaAs. Определены энергетические состояпроанализирована путем разложения в ряд гауссиа- ния КТ в каждом слое InAs в системе с толщиной нов, обеспечивающий наименьшее среднеквадратичное dInAs = 1.8 МС первого слоя, dInAs = 2.4МС второго отклонение. Положение высокоэнергетической полосы слоя и спейсером GaAs толщиной dGaAs = 50 МС. Попри изменении энергии возбуждающего кванта слегка казано, что, несмотря на сложную структуру плотнодвигается в пределах области 6 мэВ, но нерегулярным сти подбарьерных состояний, дискретные состояния КТ образом, в то время как энергия возбуждения сдвигается можно надежно определить, используя метод резонансв область меньших значений на величину Eexc 30 мэВ. ного возбуждения ФЛ. Впервые обнаружены состояния Этот факт не позволяет отнести возникающую полосу вертикально связанных КТ — асимметричных квантоФЛ к фононным репликам, поскольку фононная реплика вых молекул в слабо коррелированных системах. Такие должна смещаться на величину, равную сдвигу энергии состояния ответственны за сильное сужение линии ФЛ кванта возбуждающего света. Эту полосу мы относим (вплоть до FWHM 30 мэВ) и селективное усиление к ФЛ некоррелированных больших КТ, условия возбу- полосы ФЛ больших КТ при сканировании области энерждения которых не выполняются в силу энергетических гий оптических переходов малых КТ. Резонансы, отвечасоотношений и отсутствия подходящих промежуточных ющие состояниям асимметричных квантовых молекул, состояний. Низкоэнергетическая полоса ФЛ практически селективно отделяются от переходов некоррелированне сдвигается при изменении энергии возбуждения.

ных КТ в двухслойных структурах InAs / GaAs со слабой Она тем более не может быть отнесена к фононным вертикальной корреляцией. Это позволяет изучать как репликам, поскольку не выполняются энергетические генеалогию асимметричных квантовых молекул, так и соотношения, необходимые для фононных резонансов их свойства.

низких порядков (Eexc - Edet 3 LO). Можно было бы Работа выполнена при поддержке National Science допустить участие фононных процессов более высоких Foundation of US (гранты PHY-0099496 и DMR-0080054) порядков, чем 3LO. Действительно, в нашем случае, если и Украинского фонда фундаментальных исследований.

бы фононная реплика 5LO приблизилась к максимуму ФЛ полосы больших КТ, можно было ожидать резонансного усиления этой полосы за счет выходного резонанса.

Список литературы Однако в наших экспериментах мы не регистрируем никаких следов фононной реплики 5LO в „до-резонансной“ [1] Pochung Chen, C. Piermarocchi, L.J. Sham. Phys. Rev. Lett., области, и поэтому участие фононных процессов в 87, 067 401 (2001).

наблюдаемой модификации формы полосы больших КТ [2] G. Burkard, D. Loss, D.P. DiVincenzo. Phys. Rev. B, 59, (1999).

при сканировании области энергий малых КТ следует [3] M. Bayer, P. Hawrylyak, K. Hinzer, S. Fafard, M. Korkusinski, исключить. Таким образом, одной из основных причин R. Wasilevski, O. Stern, A. Forchel. Science, 291, 451 (2001).

резкого сужения полосы ФЛ больших КТ и селектив[4] P. Borri, W. Langbein, U. Woggon, M. Schwab, M. Bayer, ного усиления некоторой ее части следует признать S. Fafard, Z. Wasilewski, P. Hawrylak. Phys. Rev. Lett., 91, эффективный перенос зарядов из КТ первого слоя к 267 401 (2003).

КТ второго слоя, несмотря на относительно толстый [5] S. Fafard, M. Spanner, J.P. McCaffrey, Z.R. Wasilewski. Appl.

спейсерный барьер. Носители, оптически возбужденные Phys. Lett., 76, 2268 (2000).

в малых КТ, переносятся в большие КТ благодаря [6] D. Leonard, K. Pond, P.M. Petroff. Phys. Rev. B, 50, 11 фононно-индуцируемому туннелированию с последую(1994).

щей излучательной рекомбинацией в больших КТ. Фак- [7] Q. Xie, P. Chen, A. Kalburge, T.R. Ramachandran, A. Nayfoтически этот тип фононно-индуцированного электрон- nov, A. Konkar, A.Madhukar. J. Cryst. Growth, 150, (1995).

ного связывания двух неодинаковых по размерам КТ и [8] N.P. Kobayashi, T.R. Ramachandran, P. Chen, A. Madhukar.

определяет „асимметричную квантовую молекулу“. При Appl. Phys. Lett., 68, 3299 (1996).

дальнейшем понижении энергии возбуждающего кванта, [9] H. Kissel, U. Mller, C. Walther, W.T. Masselink, Yu.I. Mazur, когда сканируется область энергий больших КТ, доминиG.G. Tarasov, M.P. Lisitsa. Phys. Rev. B, 62, 7213 (2000).

руют фононные реплики, связанные с энергетическими [10] Q. Xie, A. Madhukar, P. Chen, N.P. Kobayashi. Phys. Rev.

состояниями этих точек. Форма полосы ФЛ больших Lett., 75, 2542 (1995).

КТ модулируется фононными репликами 2LO и 3LO.

[11] G.S. Solomon, J.A. Trezza, A.F. Marshall, J.S. Harris. Phys.

Огибающая фононной реплики 3LO при сканировании Rev. Lett., 76, 952 (1996).

области оптических переходов в больших КТ второго [12] R. Heitz, A. Kalburge, Q. Xie, M. Grundmann, P. Chen, слоя хорошо воспроизводит форму полосы ФЛ этих КТ, A. Hoffmann, A. Madhukar, D. Bimberg. Phys. Rev. B, 57, полученную при возбуждении в области энергий 1.55 эВ. 9050 (1998).

Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. Оптическое детектирование асимметричных квантовых молекул в двухслойных структурах... [13] I. Mukhametzhanov, R. Heitz, J. Zeng, P. Chen, A. Madhukar.

Appl. Phys. Lett., 73, 1841 (1998).

[14] Yu.I. Mazur, Z.M. Wang, G.J. Salamo, Min Xiao, G.G. Tarasov, Z.Ya. Zhuchenko, W.T. Masselink, H. Kissel. Appl. Phys.

Lett., 83, 1866 (2003).

[15] R. Heitz, I. Mukhametzhanov, J. Zeng, P. Chen, A. Madhukar, D. Bimberg. Superlat. Microstruct., 25, 97 (1999).

Редактор Т.А. Полянская Optical detection of asymmetric quantum dot molecules in a InAs / GaAs bi-layer system G.G. Tarasov, Z.Ya. Zhuchenko, M.P. Lisitsa, + + + Yu.I. Mazur, Zh.M. Wang, G.J. Salamo, T. Warming, D. Bimberg, H. Kissel• Lashkarev Institute of Semiconductor Physics, National Academy of Sciences of Ukraine, 03028 Kiev, Ukraine + Department of Physics, University of Arkansas, Fayetteville, 72701 Arkansas, USA Institut fr Festkrperphysik, Technische Universitt Berlin, 10623 Berlin, Deutschland • Ferdinand-Braun-Institut fr Hchstfrequenztechnik, 12489 Berlin, Deutschland

Abstract

Self-assembled quantum dots in bi-layer InAs / GaAs structures have been studied using photoluminescence excitation and resonant photoluminescence techniques. With InAs coverage at dInAs = 1.8 monolayer in the seed layer, dInAs = 2.4 monolayer in the second layer, and a GaAs spacer thickness of dGaAs = 50 monolayer, weakly correlated (50%) bi-layer system with a set of vertically coupled quantum dots (asymmetric quantum dot molecules“), are created. For this system, an array ” of quantum dot states is investigated and the resonances of coupled quantum dots are distinctly detected for the first time.

Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, 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.