2.4 Результаты измерений.

Нами были измерены спектры электролюминесценции при одноосном сжатии до5.1 кбар на 2 образцах сечения 0,35 мм × 0,35 мм ×3.0 мм. Измерения проводились при температуре жидкого азота (77 К) в оптическом криостате. Давление прикладывалось по направлению [1-10] с помощью методики одноосного сжатия образца в упругом кольце.

Эксперименты при температуре жидкого азота (Т = 77 К) позволяют получать спектры электролюминесценции, в которых ширина спектральных линий в 3  4 раз меньше, чем в спектрах при комнатной температуре, а резкие максимумы интенсивности гарантируют точность определения длин волн в максимумах не хуже ± 1 нм (рис.11).

Рис.11. Нормированные на максимальное значение интенсивности спектры электролюминесценции, записанные при температуре 300 К (1) и 77 К (2) (Р=0).

Максимум спектра излучения при нулевом давлении Р = 0 и температуре 77 К , наблюдался на краю красного диапазона вблизи 753 нм (рис.12). Снятие спектров электролюминесценции проводилось как при повышении давления, так и при снятии нагрузки, причём результаты, полученные при движении вверх по давлению, совпадали с результатами, полученными при движении вниз. Что позволило сделать вывод о том, что в нашем случае имеет место упругая деформация, а необратимая деформация отсутствует. Правда, как было сказано ранее в одном из экспериментов по изучению поляризации излучения произошёл скол примерно четверти образца примыкающего к обойме, в результате чего пик электролюминесценции резко сместился, и спектр стал соответствовать спектру недеформированного образца (рис.8).

Рис.12. Спектры электролюминесценции тонкого образца p-AlxGa1-xAs/GaAs1-yPy/n-AlxGa1-xAs при давлениях: Р = 0 кбар (1), 1.7 кбар (2), 3.4 кбар (3) и 5.1 кбар (4). Ток I = 10 мА, температура Т = 77 К.

Как и в предыдущих экспериментах на более толстых образцах (рис.4), наблюдалось смещение пиков электролюминесценции в сторону более коротких длин волн, т.е. более высоких энергий (рис.13 а), а его интенсивность возрастала при сжатии (рис.13 б). Зависимость сдвига максимума интенсивности ЭЛ от давления описывает изменение оптической щели E_opt, и носит нелинейный характер. При этом на полученной зависимости явно выделяются 2 участка с разными барическими коэффициентами: 7.2 мэВ/кбар и 3.7 мэВ/кбар.

Рис.13. Барические зависимости сдвига положения пика (а) и интенсивности (б) электролюминесценции для тонкого образца p-AlxGa1-xAs/GaAs1-yPy/n-AlxGa1-xAs.

Полученные в эксперименте при сжатии до 5 кбар результаты исследования спектров ЭЛ согласуются с данными полученными ранее [14,15]. Смещение спектров ЭЛ при сжатии является вполне ожидаемым эффектов и связано, как подтверждают и приведенные ниже расчеты, с ростом оптической щели. Подобный эффект наблюдался также при всестороннем сжатии диодов на основе InGaP/AlInGaP [20] и также связывался авторами с ростом при гидростатическом сжатии величины запрещенной зоны.

Сильное изменение барического коэффициента (рис.12а) часто объясняется перестройкой энергетического спектра, в результате которой начинает отвечать за оптические явления другая энергетическая щель, что в нашей исходно биаксиально растянутой структуре может произойти при одноосном сжатии, как обсуждалось выше. При этом, если при нулевом и малых давлениях доминируют переходы в основном на уровень легких дырок (рис.1б) с вполне определённым характером движения при сжатии, то при высоких давлениях верхний уровень относится с большей вероятностью к тяжёлым дыркам (рис.1в) и имеет уже другой характер движения.