Лекции по гетеропереходам / курс лекций физика и технология полупроводниковых наноструктур / 21_Электронный спектр КТ
.pdfЗависимость длины волны излучения массива КТ от количества осажденного материала достаточно быстро насыщается (в случае InAs при достижении Q ~ 3÷3.5 МС). Это обусловлено тем, что большая часть напряженных островков достигает равновесного размера, и дальнейшее осаждение InAs приводит к снятию напряжения в части островков путем образованию дислокаций несоответствия.
Таким образом, длина волны излучения островков равновесного размера устанавливает длинноволновый предел для излучения массива КТ.
А.Е.Жуков, Физика и технология полупроводниковых наноструктур, гл. 21, стр. 11
|
1,6 |
|
|
|
|
|
1,5 |
|
|
|
GaAs |
|
1,4 |
|
|
|
|
E (eV) |
1,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,2 |
|
E GaAs |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G |
|
|
|
|
|
2D InAs, расчет |
|
|
|
1,1 |
|
2D InAs, эксперимент |
|
|
|
|
островкиInAs, эксперимент |
|
||
|
|
|
|
||
|
1,0 |
0,1 |
0,5 |
1 |
5 |
|
0,05 |
||||
|
|
|
Q InAs (ML) |
|
|
Зависимость линии излучения InAs в матрице GaAs от эффективной толщины осажденного InAs.
А.Е.Жуков, Физика и технология полупроводниковых наноструктур, гл. 21, стр. 12
Типичная ширина линии ФЛ около 40-60 мэВ, что является следствием разброса КТ по размерам среди ансамбля точек. Массивы, полученные осаждением большего количества материала, типично проявляют более узкие линии ФЛ, т.к. содержат в среднем более однородные по размерам островки, близкие к равновесному размеру.
Однако, в этом случае возникает вероятность локального формирования дислокаций несоответствия. Таким образом, оптимизация количества осажденного материала, помимо необходимого учета длины волны излучения, означает компромисс между улучшением однородности массива КТ и повышением вероятности формирования дислокаций.
А.Е.Жуков, Физика и технология полупроводниковых наноструктур, гл. 21, стр. 13
Когда количество КТ возбуждаемых накачкой уменьшается, относительно широкая линия люминесценции массива КТ распадается на набор сверхузких пиков, каждый из которых соответствует излучению индивидуальной КТ определенного размера. В отличие от массива КТ, ширина линии излучения которого определяется разбросом размеров КТ вокруг среднего значения, ширина линии люминесценции индивидуальной КТ практически не подвержена влиянию остального ансамбля КТ и остается весьма малой (менее kBT даже при температурах столь низких как 10 К). Подобные эксперименты, однозначно доказывающие нульмерную природу квантования носителей заряда в индивидуальной КТ, полученной в результате самоорганизации напряженного слоя, были проведены с помощью возбуждения люминесценции сфокусированным электронным пучком.
А.Е.Жуков, Физика и технология полупроводниковых наноструктур, гл. 21, стр. 14
Спектры катодолюминесценции с высоким пространственным разрешением от структуры с КТ InAs/GaAs. Вверху - монохроматическое распределение интенсивности КЛ, внизу - спектр КЛ при возбуждении, сфокусированном в точке A.
гл. 21, стр. 15