WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

уровней существуют достаточно мелкие уровни (уровни В то же время модель рекомбинации, не учитываюприлипания для дырок) большой концентрации, а кон- щая безызлучательного распада экситона на локальных центрация глубоких уровней остается низкой независи- интерфейсных центрах, не позволяет объяснить низкие мо от степени пассивации интерфейса. В то же время значения внутреннего квантового выхода ФЛ в кремпри использовании подхода данной работы накопление ниевых НС, состоящих из НК примерно одинаковых большого количества дырок на локальных глубоких цен- размеров с большой средней концентрацией локальных трах естественно объясняется быстрым оже-процессом уровней. Это иллюстрирует рис. 5, на котором для распада экситонов (с выбросом горячего электрона). указанного выше набора параметров (за исключениВ приведенном рассмотрении размеры кремниевых ем безызлучательного времени жизни экситонов xn, НК и характер их окружения (концентрация интер- полагавшегося в данном случае бесконечно большим) фейсных центров) не варьировалась. Очевидно, одна- показаны зависимости внутреннего квантового выхода ко, что при сравнении с экспериментом необходимо экситонной ФЛ от температуры. Параметрами различпроводить усреднение как по размерам НК, так и по ных кривых являются значения энергии связи экситона параметрам интерфейсного окружения. Тем не менее и концентрации локальных интерфейсных центров. Как ряд экспериментальных результатов, полученных в ра- видно из рисунка, по мере увеличения Ex и понижения ботах [2,3,5,16] для случая пористого кремния, можно температуры внутренний квантовый выход экситонной объяснить с позиций данной работы даже без уче- ФЛ стремится к 100% даже при очень высоких концента распределения нитей по размерам, учитывая лишь, трациях локальных интерфейсных центров.

что нити одинаковых размеров могут иметь различ- Методы самоорганизации, активно используемые при ное окружение. Так, в частности, согласно результа- получении полупроводниковых НС в настоящее время, там, полученным для случаев I и II, интенсивность не позволяют получить НК одинаковых размеров и тем Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып. О статистике и кинетике рекомбинации в полупроводниковых наноструктурах механизма рекомбинации экситонов с зависящим от концентрации локальных интерфейсных уровней временем жизни позволяет объяснить как линейность зависимости интенсивности фотолюминесценции от уровня возбуждения, так и низкий внутренний квантовый выход фотолюминесценции в наноструктурах с незапассивированным интерфейсом.

Показано также, что при доминировании безызлучательного канала экситонной рекомбинации концентрация свободных носителей заряда в кремниевых наноструктурах должна возрастать с увеличением интенсивности освещения I пропорционально I1/2.

Авторы выражают благодарность проф. Д.В. Корбутяку, В.Г. Литовченко и Э.Б. Каганович за полезные обсуждения.

Рис. 5. Температурные зависимости внутреннего квантового выхода экситонной фотолюминесценции в кремниевых кванто- Работа выполнена при поддержке Министерства обвых нитях при интенсивности возбуждения I = 1019 см-2 с-1.

разования и науки Украины (гранты №№ Ф 7/284-Параметры расчета Ex (эВ) и Nt (см-1): 1 —0.1 и 106, 2 —0.и 2 М/204-2001), а также фонда INTAS (грант Call и 106, 3 —0.3 и 106, 4 —0.1 и 107, 5 —0.2 и 107, 6 —0.NANO-0444).

и 107, 7 —0.3 и 108.

Список литературы более с одинаковым интерфейсом. Уже сама по себе [1] A.G. Cullis, L.T. Canham, P.D.J. Calcott. J. Appl. Phys., 82, дисперсия размеров НК может существенно затруднять 909 (1997).

интерпретацию экспериментальных результатов. В ка[2] П.К. Кашкаров, Б.В. Каменев, Е.А. Константинова, честве примера в этом отношении можно привести А.И. Ефимова, А.В. Павликов, В.Ю. Тимошенко. УФН, 168, 577 (1998).

работу [8]. В этой работе после получения ансамбля [3] D. Kovalev, H. Heckler, G. Polissky, F. Koch. Phys. St. Sol.

близких по своим размерам кремниевых НК иссле(b), 215, 871 (1999).

довалась ФЛ отдельных кремниевых квантовых точек.

[4] А.В. Саченко, Э.Б. Каганович, Э.Г. Манойлов, С.В. СвечКак оказалось, свет излучает только небольшая часть ников. ФТП, 34, 1445 (2000).

всех НК. Это может означать, что либо их размеры [5] М.Г. Лисаченко, Е.А. Константинова, В.Ю. Тимошенко, немного отличаются, что сказывается на зависимости П.К. Кашкаров. ФТП, 36, 344 (2002).

излучательного времени жизни экситонов от размера [6] В.С. Днепровский, Е.А. Жуков, О.А. Шалыгина, В.Л. ЛясНК (см. [12]), либо, что более вероятно, у разных кванковский, Е.А. Муляров, С.А. Гаврилов, И. Масумото.

товых точек реализуется различный интерфейс, причем ЖЭТФ, 121, 1362 (2002).

хорошо запассивированным является интерфейс только [7] В.С. Днепровский, Е.А. Жуков, Е.А. Муляров, С.Г. Тихонекоторых НК. деев. ЖЭТФ, 114, 700 (1998).

[8] E.A. Mularov, E. Zhukov, V.S. Dneprovskii, Y. Masumoto.

Phys. Rev. B, 62, 7420 (2000).

5. Заключение [9] В.С. Бабиченко, Л.В. Келдыш, А.П. Силин. ФТТ, 22, (1980).

В настоящей работе предложена новая модель реком- [10] T. Takagahara. Phys. Rev. B, 47, 4569 (1993).

[11] M.G. Lisachenko, E.A. Konstantinova, P.K. Kashkarov, бинации в полупроводниковых наноструктурах, включаV.Ju. Timoshenko. Phys. St. Sol. (a), 182, 297 (2000).

ющая оже-механизм экситонной безызлучательной ре[12] Yu.V. Kryuchenko, A.V. Sachenko. Physica E, 14, 299 (2002).

комбинации с участием глубоких локальных уровней [13] A. Hangleiter. Phys. Rev. B, 35, 9149 (1987).

интерфейса.

[14] A. Hangleiter. Phys. Rev. B, 37, 2594 (1988).

Показано, что даже в условиях, когда для отдельно[15] A.V. Sachenko, A.P. Gorban’, V.P. Kostylyov. Semicond. Phys.

го нанокристалла можно использовать статистический Quant. Electron. and Optoelectron., 3, 5 (2000).

подход в описании рекомбинации, закономерности ре[16] A.M. Evstigneev, A.V. Sachenko, G.A. Sukach, M.A. Evstigкомбинационных процессов могут оказаться совершенно neev, S.V. Svechnikov. Proc. SPIE, 2648, 396 (1995).

различными для структур с сильно отличающимися [17] Б.В. Каменев, В.Ю. Тимошенко. Поверхность, № 11, (1998).

концентрациями интерфейсных центров.

[18] J. Valenta, R. Juhasz, J. Linnros. J. Luminesc., 98, 15 (2002).

Установлено, что предложенная модель позволяет непротиворечиво объяснить ряд экспериментальных реРедактор Т.А. Полянская зультатов, полученных для кремниевых наноструктур.

В частности, только привлечение безызлучательного Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып. 110 А.В. Саченко, Ю.В. Крюченко On the statistics and kinetics of recombination in semiconductor nanostructures A.V. Sachenko, Yu.V. Kryuchenko Institute of Semiconductor Physics, National Academy of Sciences of Ukraine, 03028 Kiev, Ukraine

Abstract

A new model is proposed to describe the observed peculiarities of recombination in semiconductor nanostructures.

Like other models the exciton states are taken into account, but in addition to standard radiative exciton recombination a channel of nonradiative exciton Auger decomposition at local interface states has been considered too. Statistics and kinetics of recombination in semiconductor nanocrystals are considered both at low and high concentrations of local interface states. The case of a low excitation level, when statistical consideration of recombination in particular nanocrystals is no longer valid, is also analyzed. It is shown, that the account of the nonradiative exciton Auger channel of recombination via interface states makes it possible to explain both the linear dependence of the photoluminescence intensity on the excitation level and the low quantum efficience of the photoluminescence.

Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып.

Pages:     | 1 | 2 ||



© 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.