Современные проблемы физики / PhysicalReviewpdf / Dneprovskii

© СМВФУ‚ТНЛИ З.л., 2000

EXCITONS CEASE TO BE

EXOTIC QUASIPARTICLES

V. S. DNEPROVSKII

The enhancement of both the binding energy and the oscillator strength of excitons in nanostructures and the possibility to increase the strength of Coulomb interaction, responsible for the binding of electron–hole pairs to excitons, by combining semiconductor and dielectric materials with different values of dielectric constants allow to create excitonic devices operating at room temperature.

м‚ВОЛ˜ВМЛВ ˝МВ „ЛЛ Т‚flБЛ Л ТЛО˚ УТˆЛООflЪУ ‡ ˝НТЛЪУМУ‚ ‚ М‡МУТЪ ЫНЪЫ ‡ı Л ЫТЛОВМЛВ НЫОУМУ‚ТНУ„У ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Лfl ПВК‰Ы ˝ОВНЪ УМУП Л ‰˚ НУИ, У· ‡БЫ˛˘ЛПЛ ˝НТЛЪУМ, ‚ М‡МУТЪ ЫНЪЫ ‡ı ФУОЫФ У‚У‰МЛН–‰Л- ˝ОВНЪ ЛН ФУБ‚УОfl˛Ъ ТУБ‰‡‚‡Ъ¸ ‡·УЪ‡˛- ˘ЛВ Ф Л НУПМ‡ЪМУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В Ф Л·У ˚, ‰ВИТЪ‚ЛВ НУЪУ ˚ı УТМУ‚‡МУ М‡ ЩЛБЛ˜ВТНЛı Ф УˆВТТ‡ı, УФ В‰ВОflВП˚ı ˝НТЛЪУММ˚ПЛ ТУТЪУflМЛflПЛ.

www.issep.rssi.ru

ЗЗЦСЦзаЦ

и УТЪВИ¯ВВ ‚УБ·ЫК‰ВМЛВ ˝ОВНЪ УММУИ ТЛТЪВП˚ ФУОЫ- Ф У‚У‰МЛН‡ ТУТЪУЛЪ ‚ ФВ ВıУ‰В ˝ОВНЪ УМ‡ ЛБ ‚‡ОВМЪМУИ БУМ˚ ‚ БУМЫ Ф У‚У‰ЛПУТЪЛ. и Л ˝ЪУП ‚ ‚‡ОВМЪМУИ БУМВ У· ‡БЫВЪТfl ‰˚ Н‡. йМ‡ ‚В‰ВЪ ТВ·fl Н‡Н ФУОУКЛЪВО¸МУ Б‡-flКВММ‡fl ˜‡ТЪЛˆ‡. аПВ˛˘ЛВ Б‡ fl‰˚ Ф УЪЛ‚УФУОУКМУ„У БМ‡Н‡, ˝ОВНЪ УМ Л ‰˚ Н‡ ‰УОКМ˚ Ф ЛЪfl„Л‚‡Ъ¸Тfl Б‡ Т˜ВЪ НЫОУМУ‚ТНУ„У ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Лfl. йМЛ У· ‡БЫ˛Ъ Н‚‡- БЛ˜‡ТЪЛˆЫ (Н‚‡БЛ‡ЪУП), ФУıУКЫ˛ М‡ ‡ЪУП ‚У‰У У‰‡ ЛОЛ, ВТОЛ ·˚Ъ¸ ЪУ˜МВВ, М‡ ФУБЛЪ УМЛИ, Ъ‡Н Н‡Н У·В ˜‡ТЪЛˆ˚ ОВ„НЛВ. “䂇БЛ” ‚ ФВ В‚У‰В Т О‡ЪЛМТНУ„У УБМ‡˜‡ВЪ “ФУ˜- ЪЛ”, “‚ У‰В”. щЪ‡ Н‚‡БЛ˜‡ТЪЛˆ‡, ТУТЪУfl˘‡fl ЛБ ˝ОВНЪ У- М‡ Л ‰˚ НЛ, М‡Б˚‚‡ВЪТfl ˝НТЛЪУМУП З‡ММ¸В–еУЪЪ‡ ЛОЛ ˝НТЛЪУМУП ·УО¸¯У„У ‡‰ЛЫТ‡. к‡БПВ ˚ ˝НТЛЪУМ‡ З‡М- М¸В–еУЪЪ‡ ‚ВОЛНЛ ФУ Т ‡‚МВМЛ˛ Т ФВ ЛУ‰УП В¯ВЪНЛ Ъ‚В ‰У„У ЪВО‡. аПВММУ ˝ЪУ У·ТЪУflЪВО¸ТЪ‚У ФУБ‚УОflВЪ Т ıУ У¯ЛП Ф Л·ОЛКВМЛВП ‡ТТП‡Ъ Л‚‡Ъ¸ ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ- ‚ЛВ ПВК‰Ы ˝ОВНЪ УМУП Л ‰˚ НУИ Н‡Н НЫОУМУ‚ТНУВ ‚Б‡Л- ПУ‰ВИТЪ‚ЛВ ‰‚Ыı ЪУ˜В˜М˚ı Б‡ fl‰У‚, УТО‡·ОВММУВ ‚ ε‡Б, „‰В ε – ТЪ‡ЪЛ˜ВТН‡fl ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТН‡fl Ф УМЛˆ‡В- ПУТЪ¸ Н ЛТЪ‡ОО‡.

АЪУП˚ ЛОЛ ПУОВНЫО˚ Н ЛТЪ‡ОО‡ Ф В‰ТЪ‡‚Оfl˛Ъ ТУ- ·УИ ‰ЛФУОЛ, ТЫ˘ВТЪ‚Ы˛˘ЛВ ОЛ·У Т‡ПЛ ФУ ТВ·В, ОЛ·У ‚УБМЛН‡˛˘ЛВ ФУ‰ ‰ВИТЪ‚ЛВП ˝ОВНЪ Л˜ВТНУ„У ФУОfl, ТПВ- ˘‡˛˘В„У ‡БМУЛПВММ˚В Б‡ fl‰˚. СЛФУОЛ ТЪ ВПflЪТfl ФУ- ‚В МЫЪ¸Тfl Ъ‡НЛП У· ‡БУП, ˜ЪУ·˚ УНУОУ ФУОУКЛЪВО¸МУИ ‰˚ НЛ У· ‡БУ‚‡О‡Т¸ ˝Н ‡МЛ Ы˛˘‡fl “¯Ы·‡” ЛБ УЪ Лˆ‡- ЪВО¸М˚ı Б‡ fl‰У‚, ‡ УНУОУ УЪ Лˆ‡ЪВО¸М˚ı ˝ОВНЪ УМУ‚ – “¯Ы·‡” ЛБ ФУОУКЛЪВО¸М˚ı Б‡ fl‰У‚. н‡НЛП У· ‡БУП Ф УЛТıУ‰ЛЪ УТО‡·ОВМЛВ НЫОУМУ‚ТНУ„У ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Лfl ПВК‰Ы ˝ОВНЪ УМУП Л ‰˚ НУИ, М‡ıУ‰fl˘ЛПЛТfl М‡ ‡ТТЪУflМЛЛ r, ÒË· Ô ËÚflÊÂÌËfl ÓÒ··ÎÂ̇ ‚ ε ‡Á: F = e2 /(εr2). СОfl ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚ ı‡ ‡НЪВ М˚В БМ‡˜ВМЛfl ε > 10. щНТЛЪУМУП П‡ОУ„У ‡‰ЛЫТ‡ (˝НТЛЪУМУП о ВМНВОfl) М‡- Б˚‚‡˛Ъ Т‚flБ‡ММУВ ТУТЪУflМЛВ ˝ОВНЪ УМ‡ Л ‰˚ НЛ, М‡- ıУ‰fl˘ЛıТfl М‡ У‰МУП ‡ЪУПВ ЛОЛ ПУОВНЫОВ. щНТЛЪУМ˚ о ВМНВОfl У·М‡ ЫКВМ˚, ‚ ˜‡ТЪМУТЪЛ, ‚ ПУОВНЫОfl М˚ı Н ЛТЪ‡ОО‡ı. С‚ЛКВМЛВ ˝НТЛЪУМ‡ о ВМНВОfl УФ В‰ВОflВЪТfl ФВ В‰‡˜ВИ ‚УБ·ЫК‰ВМЛfl УЪ У‰МУ„У ‡ЪУП‡ (ЛОЛ ПУОВНЫО˚)

Н ‰ Ы„УПЫ (‰ Ы„УИ). и Л ˝ЪУП ‡‰ЛЫТ ‚УБ·ЫК‰ВММУ„У ТУТЪУflМЛfl ( ‡‰ЛЫТ ˝НТЛЪУМ‡ о ВМНВОfl) Ф ЛПВ МУ ‡‚ВМ‡БПВ Ы ‡ЪУП‡. аЪ‡Н, ˝НТЛЪУМ˚ З‡ММ¸В–еУЪЪ‡ Ф В‰- ТЪ‡‚Оfl˛Ъ ТУ·УИ Т‚flБ‡ММ˚В ТУТЪУflМЛfl ˝ОВНЪ УМ‡ Л ‰˚ НЛ, НУЪУ ˚В ПУ„ЫЪ М‡ıУ‰ЛЪ¸Тfl М‡ ‡БМ˚ı ЫБО‡ı Н Л- ТЪ‡ООЛ˜ВТНУИ В¯ВЪНЛ, ‡ ˝НТЛЪУМ˚ о ВМНВОfl ПУКМУ Ф В‰ТЪ‡‚ЛЪ¸ ТВ·В Н‡Н Ф В‰ВО¸М˚И ТОЫ˜‡И ˝НТЛЪУМУ‚ З‡ММ¸В–еУЪЪ‡, НУ„‰‡ ˝ОВНЪ УМ Л ‰˚ Н‡ М‡ıУ‰flЪТfl М‡ У‰МУП Л ЪУП КВ ЫБОВ.

пУЪfl ˝НТЛЪУМ ТУТЪУЛЪ ЛБ ˝ОВНЪ УМ‡ Л ‰˚ НЛ, В„У ТОВ‰ЫВЪ Т˜ЛЪ‡Ъ¸ Т‡ПУТЪУflЪВО¸МУИ ˝ОВПВМЪ‡ МУИ (МВ- Т‚У‰ЛПУИ) ˜‡ТЪЛˆВИ ‚ ТОЫ˜‡flı, НУ„‰‡ ˝МВ „Лfl ‚Б‡ЛПУ- ‰ВИТЪ‚Лfl ˝ОВНЪ УМ‡ Л ‰˚ НЛ ЪУ„У КВ ФУ fl‰Н‡, ˜ЪУ Л ˝МВ „Лfl Лı ‰‚ЛКВМЛfl, ‡ ˝МВ „Лfl ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Лfl ПВК‰Ы ‰‚ЫПfl ˝НТЛЪУМ‡ПЛ П‡О‡ ФУ Т ‡‚МВМЛ˛ Т ˝МВ „ЛВИ Н‡К- ‰У„У ЛБ МЛı. щНТЛЪУМ ПУКМУ Т˜ЛЪ‡Ъ¸ ˝ОВПВМЪ‡ МУИ Н‚‡БЛ˜‡ТЪЛˆВИ ‚ ЪВı fl‚ОВМЛflı, ‚ НУЪУ ˚ı УМ ‚˚ТЪЫФ‡ВЪ Н‡Н ˆВОУВ У· ‡БУ‚‡МЛВ, МВ ФУ‰‚В „‡˛˘ВВТfl ‚УБ‰ВИТЪ- ‚ЛflП, ТФУТУ·М˚П В„У ‡Б Ы¯ЛЪ¸.

щНТЛЪУМ˚ – ˝ЪУ В‡О¸МУ ТЫ˘ВТЪ‚Ы˛˘ЛВ Н‚‡БЛ˜‡Т- ЪЛˆ˚. н‡Н, ‚ ТФВНЪ ‡ı ФУ„ОУ˘ВМЛfl Л О˛ПЛМВТˆВМˆЛЛ ПМУ„Лı Н ЛТЪ‡ООУ‚ ФУfl‚Оfl˛ЪТfl В‰ЛМТЪ‚ВММ˚В ТУ·ТЪ- ‚ВММ˚В, МВ Т‚flБ‡ММ˚В Т Ф ЛПВТflПЛ Л ‰ВЩВНЪ‡ПЛ ЫБНЛВ ФУОУТ˚, У·ЫТОУ‚ОВММ˚В ФУ„ОУ˘ВМЛВП Л ЛБОЫ˜ВМЛВП ˝Н- ТЛЪУМУ‚. щНТЛЪУММ˚В Ы У‚МЛ ˝МВ „ЛЛ М‡ıУ‰flЪТfl ‚МЫЪ-Л Б‡Ф В˘ВММУИ БУМ˚ ‚·ОЛБЛ ‰М‡ БУМ˚ Ф У‚У‰ЛПУТЪЛ ( ЛТ. 1). лФВНЪ ˚ ФУ„ОУ˘ВМЛfl ТУ‰В К‡Ъ ‚У‰У У‰УФУ- ‰У·МЫ˛ ТВ Л˛ ОЛМЛИ ФУ„ОУ˘ВМЛfl. й‰М‡НУ Б‡ В„ЛТЪ Л-У‚‡Ъ¸ Ъ‡НЛВ ТФВНЪ ˚, Н‡Н Ф ‡‚ЛОУ, ПУКМУ ОЛ¯¸ ‚ ФУОЫ-

E

C

n = 2

E3Dex

n = 1

Eg

V

êËÒ. 1. м У‚МЛ ˝МВ „ЛЛ ˝НТЛЪУМ‡. Eg – ¯Л ЛМ‡ Б‡- Ф В˘ВММУИ БУМ˚ ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ ( ‡ТТЪУflМЛВ ПВК- ‰Ы ФУЪУОНУП ‚‡ОВМЪМУИ БУМ˚ V Л ‰МУП БУМ˚ Ф У‚У‰Л- ПУТЪЛ C)

Ф У‚У‰МЛН‡ı, ТУ‰В К‡˘Лı П‡ОУ ‰ВЩВНЪУ‚ Л Ф ЛПВТВИ, Ф Л УФ В‰ВОВММ˚ı ЫТОУ‚Лflı – Ф Л „ОЫ·УНУП УıО‡К‰В- МЛЛ Н ЛТЪ‡ООУ‚ ‚ФОУЪ¸ ‰У „ВОЛВ‚˚ı ЪВПФВ ‡ЪЫ . аПВММУ ФУ˝ЪУПЫ ‚ М‡Б‚‡МЛЛ ТЪ‡Ъ¸Л Ф Л‚В‰ВМУ ТОУ‚У “˝НБУЪЛ˜ВТН‡fl” (Н‚‡БЛ˜‡ТЪЛˆ‡).

АМ‡ОЛБЛ Ы˛Ъ ФУ‚В‰ВМЛВ ˝НТЛЪУМУ‚, Ф ЛПВМflfl ПВЪУ‰˚ Н‚‡МЪУ‚УИ ПВı‡МЛНЛ – В¯‡fl Ы ‡‚МВМЛВ т fi‰ЛМ- „В ‡ ‰Оfl ˝ОВНЪ УМ‡ Л ‰˚ НЛ, ‰‚ЛКЫ˘ЛıТfl ‚ ФВ ЛУ‰Л˜В- ТНУП ФУОВ Н ЛТЪ‡ОО‡ Л ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Ы˛˘Лı ‰ Ы„ Т ‰ Ы„УП ФУ Б‡НУМЫ дЫОУМ‡. и Л ˝ЪУП ПУКМУ ФУН‡Б‡Ъ¸, ˜ЪУ ˝НТЛЪУМ ‰‚ЛКВЪТfl Н‡Н Т‚У·У‰М‡fl ˜‡ТЪЛˆ‡ Т П‡ТТУИ M = me + mh , „‰Â me, h – ˝ЩЩВНЪЛ‚М‡fl П‡ТТ‡ ˝ОВНЪ УМ‡ (‰˚ НЛ). З ЪУ КВ ‚ ВПfl УЪМУТЛЪВО¸МУВ ‰‚ЛКВМЛВ ˝ОВН- Ъ УМ‡ Л ‰˚ НЛ ПУКМУ Ф В‰ТЪ‡‚ЛЪ¸ ТВ·В Н‡Н ‰‚ЛКВМЛВ ˝ОВНЪ УМ‡ Т П‡ТТУИ µ (µ ≡ memh /(me + mh) – Ф Л‚В‰ВММ‡fl ˝ЩЩВНЪЛ‚М‡fl П‡ТТ‡ ˝ОВНЪ УММУ-‰˚ У˜МУИ Ф‡ ˚) ‚У- Н Ы„ МВФУ‰‚ЛКМУИ ‰˚ НЛ.

щМВ „Лfl Т‚flБЛ ˝НТЛЪУМ‡, ЪУ ВТЪ¸ ˝МВ „Лfl, МВУ·ıУ- ‰ЛП‡fl ‰Оfl ЪУ„У, ˜ЪУ·˚ ‡БУ ‚‡Ъ¸ ˝НТЛЪУМ М‡ ˝ОВНЪ УМ Л ‰˚ НЫ,

˝ЩЩВНЪЛ‚М˚И ‡‰ЛЫТ ˝НТЛЪУМ‡ (·У У‚ТНЛИ ‡‰ЛЫТ ˝Н- ТЛЪУМ‡)

„‰Â e – Б‡ fl‰ ˝ОВНЪ УМ‡, " – ФУТЪУflММ‡fl иО‡МН‡, ЛМ- ‰ВНТ 3D ЫН‡Б˚‚‡ВЪ М‡ ‚УБПУКМУТЪ¸ ‰Оfl ˝НТЛЪУМ‡ ‰‚Л- „‡Ъ¸Тfl ‚У ‚ТВı Ъ Вı М‡Ф ‡‚ОВМЛflı (М‡ В„У Ъ ВıПВ МУТЪ¸). н‡Н КВ Н‡Н Л ‰Оfl ‡ЪУП‡ ‚У‰У У‰‡, ˝МВ „ВЪЛ˜ВТНЛИ ТФВНЪ ˝НТЛЪУМ‡ ЛПВВЪ ‚Л‰

„‰Â n – ˆВОУВ ˜ЛТОУ, ‡ ˝МВ „Лfl УЪТ˜ЛЪ˚‚‡ВЪТfl УЪ ‰М‡ БУ- М˚ Ф У‚У‰ЛПУТЪЛ.

н‡Н Н‡Н Ы ·УО¸¯ЛМТЪ‚‡ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚ ε > 10, ‡ ˝ЩЩВНЪЛ‚М‡fl П‡ТТ‡ ˝ОВНЪ УМ‡ ‚ ‰ВТflЪ¸ (‰ВТflЪНЛ) ‡Б ПВМ¸¯В П‡ТТ˚ Т‚У·У‰МУ„У ˝ОВНЪ УМ‡, ЪУ ЛБ (1) Л (2) ТОВ‰ЫВЪ, ˜ЪУ ˝НТЛЪУМ˚ ‚ ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ı – ‰У‚УО¸МУ˚ıО˚В Н‚‡БЛ˜‡ТЪЛˆ˚. СОfl МЛı ˝МВ „Лfl Т‚flБЛ ‚ Ъ˚Тfl˜Л‡Б ПВМ¸¯В, ˜ВП ˝МВ „Лfl Т‚flБЛ ˝ОВНЪ УМ‡ ‚ ‡ЪУПВ ‚У‰У-У‰‡, ‰Оfl НУЪУ У„У E = e4m/(2"2) . 13,5 ˝Ç (m – П‡ТТ‡ Т‚У·У‰МУ„У ˝ОВНЪ УМ‡). щЩЩВНЪЛ‚М˚И ‡‰ЛЫТ ˝НТЛЪУМУ‚ ‚ ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ı ‚ ТУЪМЛ ‡Б Ф В‚УТıУ‰ЛЪ ·У У‚- ТНЛИ ‡‰ЛЫТ ‚У‰У У‰‡. СОfl ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚У„У Н ЛТ- Ъ‡ОО‡ GaAs Eex . 4,2 Ï˝Ç, aex . 15 ÌÏ.

аПВММУ П‡О˚В БМ‡˜ВМЛfl ˝МВ „ЛЛ Т‚flБЛ ˝НТЛЪУМУ‚ ‚ ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ı Ф ВФflЪТЪ‚Ы˛Ъ М‡·О˛‰ВМЛ˛ ˝НТЛЪУМ- М˚ı ФВ ВıУ‰У‚ Ф Л НУПМ‡ЪМУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В У· ‡БˆУ‚,

Ъ‡Н Н‡Н Т В‰Мflfl ЪВФОУ‚‡fl ˝МВ „Лfl kT . 26 П˝З Ф Л НУПМ‡ЪМУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В T = 300 K (k – ФУТЪУflММ‡fl ЕУО¸ˆП‡М‡). д УПВ ЪУ„У, ТОВ‰ЫВЪ УЪПВЪЛЪ¸, ˜ЪУ ˝ЩЩВНЪЛ‚МУТЪ¸ ФУ„ОУ˘ВМЛfl Л Ф ВОУПОВМЛfl Т‚ВЪ‡ М‡ ˜‡ТЪУЪВ ˝НТЛЪУММУ„У ФВ ВıУ‰‡ (ТЛО‡ УТˆЛООflЪУ ‡ ˝НТЛЪУММУ„У ФВ ВıУ‰‡) П‡О‡ ЛБ-Б‡ ·УО¸¯Лı БМ‡˜ВМЛИ ˝ЩЩВНЪЛ‚МУ„У‡‰ЛЫТ‡ ˝НТЛЪУМ‡, ФУТНУО¸НЫ УМ‡ Ф УФУ ˆЛУМ‡О¸М‡ УЪМУ¯ВМЛ˛ V0 ⁄ a3ex , „‰Â V0 – Ó·˙ÂÏ Â‰ËÌ˘ÌÓÈ fl˜ÂÈÍË Í ËÒڇη (aex @ V0).

аЪ‡Н, ‰‚‡ У·ТЪУflЪВО¸ТЪ‚‡ Ф ВФflЪТЪ‚Ы˛Ъ ТУБ‰‡МЛ˛ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚ı Ф Л·У У‚, ‡·УЪ‡˛˘Лı М‡ ˝НТЛЪУММ˚ı ФВ ВıУ‰‡ı: 1) П‡О‡fl ˝МВ „Лfl Т‚flБЛ ˝НТЛЪУМУ‚ Л‡ТФ‡‰ ˝НТЛЪУМУ‚ Ф Л НУПМ‡ЪМУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В ‰Оfl ·УО¸¯ЛМТЪ‚‡ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚, 2) П‡О˚И ‚НО‡‰ ˝НТЛЪУММ˚ı ТУТЪУflМЛИ ‚ УФЪЛ˜ВТНЛВ НУМТЪ‡МЪ˚ ФУОЫФ У- ‚У‰МЛНУ‚ (П‡О˚ ТЛО˚ УТˆЛООflЪУ У‚ ˝НТЛЪУММ˚ı ФВ В- ıУ‰У‚) ЛБ-Б‡ ·УО¸¯Лı БМ‡˜ВМЛИ ˝НТЛЪУММУ„У ‡‰ЛЫТ‡.

ä‡ÍË ÔÛÚË ÔÓÁ‚ÓÎfl˛Ú Ô ÂÓ‰ÓÎÂÚ¸ ˝ÚË Ó„ ‡Ì˘ÂÌËfl?

щдланйзх З ийгмикйЗйСзадйЗхп зАзйлнкмднмкАп

у‡ТЪЛ˜МУ ‡Б В¯ЛЪ¸ Ф У·ОВПЫ, Ы‚ВОЛ˜ЛЪ¸ ˝МВ „Л˛ Т‚fl- БЛ Л ТЛОЫ УТˆЛООflЪУ ‡ ˝НТЛЪУМ‡ ПУКМУ ‚ МЛБНУ ‡БПВ - М˚ı ТЪ ЫНЪЫ ‡ı, ЪУ ВТЪ¸ ‚ ТЪ ЫНЪЫ ‡ı, ОЛМВИМ˚В ‡БПВ-˚ НУЪУ ˚ı П‡О˚ ФУ Т ‡‚МВМЛ˛ Т aex . З ТОЫ˜‡В, НУ„‰‡ У„ ‡МЛ˜ВМЛВ ‰‚ЛКВМЛfl Ф УЛТıУ‰ЛЪ ‚ У‰МУП М‡Ф ‡‚ОВМЛЛ (‚ ТОУВ Т ФУФВ В˜М˚П ‡БПВ УП d ! aex), ˝НТЛЪУМ ТЪ‡МУ‚ЛЪТfl ‰‚ЫПВ М˚П Л В„У ˝МВ „ВЪЛ˜ВТНЛИ ТФВНЪ

н‡НЛП У· ‡БУП, ˝МВ „Лfl Т‚flБЛ 2D-˝НТЛЪУМ‡ (БМ‡˜ВМЛВ E2nD ‚ (4) Ô Ë n = 1) Ы‚ВОЛ˜Л‚‡ВЪТfl ‚ 4 ‡Б‡, ‡ В„У ˝Щ- ЩВНЪЛ‚М˚И ‡‰ЛЫТ ЫПВМ¸¯‡ВЪТfl ‚‰‚УВ ФУ Т ‡‚МВМЛ˛ Т Ъ ВıПВ М˚П ТОЫ˜‡ВП (Т Ф‡ ‡ПВЪ ‡ПЛ ˝НТЛЪУМ‡ ‚ У·˙ВПМУП ФУОЫФ У‚У‰МЛНВ).

м‚ВОЛ˜ВМЛВ ˝МВ „ЛЛ Т‚flБЛ Л ТЛО˚ УТˆЛООflЪУ ‡ ˝Н- ТЛЪУМ‡ ‚ ‰‚ЫПВ МУИ ТЪ ЫНЪЫ В ФУБ‚УОflВЪ ТУБ‰‡‚‡Ъ¸ Ф Л·У ˚, ‰ВИТЪ‚ЛВ НУЪУ ˚ı УТМУ‚‡МУ М‡ ЩЛБЛ˜ВТНЛı Ф УˆВТТ‡ı, УФ В‰ВОflВП˚ı ˝НТЛЪУММ˚ПЛ ТУТЪУflМЛflПЛ. З ˜‡ТЪМУТЪЛ, ‡Б ‡·УЪ‡М ˝ЩЩВНЪЛ‚М˚И ˝ОВНЪ УУФЪЛ˜В- ТНЛИ ФВ ВНО˛˜‡ЪВО¸ М‡ ˝НТЛЪУММУП ФВ ВıУ‰В. иУflТМЛП В„У ЫТЪ УИТЪ‚У. йТМУ‚М‡fl ˜‡ТЪ¸ ФВ ВНО˛˜‡ЪВОfl ТУТЪУЛЪ ( ЛТ. 2, ‡) ЛБ МВТНУО¸НЛı Н‚‡МЪУ‚˚ı flП (ПМУКВТЪ‚ВММ˚В Н‚‡МЪУ‚˚В flП˚) – ЪУМНЛı (УНУОУ 10 МП) ТОУВ‚ ФУОЫФ У- ‚У‰МЛН‡ GaAs, ‡ТФУОУКВММ˚ı ПВК‰Ы ·‡ ¸В М˚ПЛ ТОУflПЛ ·УОВВ ¯Л УНУБУММУ„У П‡ЪВ Л‡О‡ GaAlAs. З Ъ‡- НУИ ТЪ ЫНЪЫ В ˝НТЛЪУММ˚В ФЛНЛ ФУ„ОУ˘ВМЛfl ıУ У¯У ‚˚ ‡КВМ˚ Ф Л НУПМ‡ЪМУИ (!) ЪВПФВ ‡ЪЫ В ( ЛТ. 2, ·). иУ‰ ‰ВИТЪ‚ЛВП ‚МВ¯МВ„У ˝ОВНЪ Л˜ВТНУ„У ФУОfl, Ф ЛОУКВММУ„У ФВ ФВМ‰ЛНЫОfl МУ ТОУflП, У· ‡БЫ˛˘ЛП Н‚‡М-

hγ

êËÒ. 2. ‡ – ТıВП‡ ˝ОВНЪ УУФЪЛ˜ВТНУ„У ФВ ВНО˛˜‡ЪВОfl М‡ ˝НТЛЪУММУП ФВ ВıУ‰В, · – ТФВНЪ ФУ„ОУ˘ВМЛfl ˝НТЛЪУМУ‚ ‚ Н‚‡МЪУ‚УИ flПВ ·ВБ ‚МВ¯МВ„У ˝ОВНЪ Л˜В- ТНУ„У ФУОfl (1) Л Ф Л ФУФВ В˜МУП ˝ОВНЪ Л˜ВТНУП ФУОВ М‡Ф flКВММУТЪ¸˛ УНУОУ 105 Ç/ÒÏ (2)

ЪУ‚˚В flП˚, ФЛНЛ ˝НТЛЪУММУ„У ФУ„ОУ˘ВМЛfl Т‰‚Л„‡˛ЪТfl ‚ Н ‡ТМЫ˛ У·О‡ТЪ¸ ТФВНЪ ‡ (У·О‡ТЪ¸ ПВМ¸¯Лı ˝МВ „ЛИ) Б‡ Т˜ВЪ ˝ЩЩВНЪ‡ тЪ‡ Н‡ ‚ ТЛТЪВПВ Т Н‚‡МЪУ‚˚ПЛ У„ ‡- МЛ˜ВМЛflПЛ (quantum-confined Stark effect).

ÇУ·˙ВПМ˚ı ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ı ‰‡КВ Ф Л МЛБНЛı ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡ı ˝ЩЩВНЪ тЪ‡ Н‡ ˝НТЛЪУМУ‚ ФУ‰‡‚ОflВЪТfl Ф УˆВТТУП ЛУМЛБ‡ˆЛЛ ˝НТЛЪУМУ‚, ˜ЪУ Ф Уfl‚ОflВЪТfl Н‡Н Ы¯Л ВМЛВ Л ЛТ˜ВБМУ‚ВМЛВ ФЛН‡ ˝НТЛЪУММУ„У ФУ„ОУ˘В- МЛfl Л Ы‚ВОЛ˜ВМЛВ ФУ„ОУ˘ВМЛfl ‚ У·О‡ТЪЛ Н ‡fl ПВКБУММУ„У ФУ„ОУ˘ВМЛfl Б‡ Т˜ВЪ ˝ЩЩВНЪ‡ дВО‰˚¯‡–о ‡Мˆ‡ (ЫПВМ¸¯ВМЛfl ¯Л ЛМ˚ Б‡Ф В˘ВММУИ БУМ˚ ФУОЫФ У‚У‰- МЛН‡ ‚У ‚МВ¯МВП ˝ОВНЪ Л˜ВТНУП ФУОВ).

ÇН‚‡МЪУ‚˚ı flП‡ı ˝НТЛЪУММ˚И ФЛН ФУ„ОУ˘ВМЛfl ıУ-У¯У ‚˚ ‡КВМ Ф Л М‡Ф flКВММУТЪЛ ‚МВ¯МВ„У ФУОfl ‰У 105 З/ТП, Л ‚ВОЛ˜ЛМ‡ В„У Т‰‚Л„‡ ‚ У·О‡ТЪ¸ ПВМ¸¯Лı ˝МВ „ЛИ ПУКВЪ Ф В‚˚¯‡Ъ¸ ˝МВ „Л˛ Т‚flБЛ ˝НТЛЪУМ‡ ‚ МВТНУО¸НУ ‡Б. аУМЛБ‡ˆЛfl ˝НТЛЪУМУ‚ ‚ У·˙ВПМУП ФУОЫФ У‚У‰МЛНВ Ф УЛТıУ‰ЛЪ ‚ ФУОflı Ф ЛПВ МУ ‚ ТЪУ ‡Б ТО‡·ВВ. д‡˜ВТЪ‚ВММУ ‚˚ТУНЛИ ФУ У„ ЛУМЛБ‡ˆЛЛ ˝НТЛЪУМУ‚ ‚У ‚МВ¯МВП ФУОВ ‚ Н‚‡МЪУ‚УИ flПВ ПУКМУ У·˙flТМЛЪ¸ ТОВ‰Ы˛˘ЛП У· ‡БУП. ЗМВ¯МВВ ˝ОВНЪ Л˜ВТНУВ ФУОВ, Ф ЛОУКВММУВ ФВ ФВМ‰ЛНЫОfl МУ Н‚‡МЪУ‚УИ flПВ, ЪflМВЪ ˝ОВНЪ УМ Л ‰˚ НЫ Н Ф УЪЛ‚УФУОУКМ˚П Н ‡flП Н‚‡МЪУ- ‚УИ flП˚. й‰М‡НУ УМУ МВ ПУКВЪ ЛУМЛБУ‚‡Ъ¸ ˝НТЛЪУМ ФУ ‰‚ЫП Ф Л˜ЛМ‡П: 1) ˝ОВНЪ УМ Л ‰˚ Н‡ МВ ПУ„ЫЪ ФУНЛМЫЪ¸ Н‚‡МЪУ‚Ы˛ flПЫ – П‡О‡ ‚В УflЪМУТЪ¸ ЪЫММВОЛ У‚‡МЛfl ТН‚УБ¸ ·‡ ¸В ˚ ЛБ ¯Л УНУБУММУ„У ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ GaAlAs, 2) ФУТНУО¸НЫ Н‚‡МЪУ‚‡fl flП‡ ЫБН‡fl ФУ Т ‡‚МВМЛ˛ Т ‰Л‡ПВЪ УП ˝НТЛЪУМ‡, ЪУ ПВК‰Ы ˝ОВНЪ УМУП Л ‰˚ НУИ УТЪ‡ВЪТfl ТЛО¸МУВ НЫОУМУ‚ТНУВ Ф ЛЪflКВМЛВ, ‰‡- КВ ВТОЛ УМЛ М‡ıУ‰flЪТfl Ы Ф УЪЛ‚УФУОУКМ˚ı ТЪВМУН Н‚‡М- ЪУ‚УИ flП˚. аЪ‡Н, Ф ЛНО‡‰˚‚‡fl ‚МВ¯МВВ М‡Ф flКВМЛВ Н Н‚‡МЪУ‚УИ flПВ ЛОЛ ПМУКВТЪ‚ВММ˚П Н‚‡МЪУ‚˚П flП‡П ПУКМУ ПУ‰ЫОЛ У‚‡Ъ¸ ЛМЪВМТЛ‚МУТЪ¸ Т‚ВЪ‡ М‡ ˜‡ТЪУЪВ ˝НТЛЪУММУ„У ФВ ВıУ‰‡ Б‡ Т˜ВЪ ЛБПВМВМЛfl ФУ„ОУ˘ВМЛfl.

йЪПВЪЛП, ˜ЪУ ˝Ъ‡ ТЪ ЫНЪЫ ‡ ПУКВЪ У‰МУ‚ ВПВММУ ·˚Ъ¸ Н‡Н УФЪЛ˜ВТНЛП ПУ‰ЫОflЪУ УП, Ъ‡Н Л ‰ВЪВНЪУ УП

ЛБОЫ˜ВМЛfl. и Л ВБУМ‡МТМУП ‚УБ·ЫК‰ВМЛЛ ˝НТЛЪУМУ‚ (МВИЪ ‡О¸М˚ı Н‚‡БЛ˜‡ТЪЛˆ!) ‚ Н‚‡МЪУ‚УИ flПВ Ф Л НУП- М‡ЪМУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В Ф УЛТıУ‰ЛЪ Лı ·˚ТЪ ˚И (Б‡ ‚ ВПВ- М‡ НУ У˜В 10−12 Т) ‡ТФ‡‰ М‡ Т‚У·У‰М˚В ˝ОВНЪ УМ˚ Л ‰˚ НЛ, ЪУ ВТЪ¸ ‚ МВИ ‚УБМЛН‡ВЪ ЩУЪУФ У‚У‰ЛПУТЪ¸. Е˚- ТЪ ˚И ‡ТФ‡‰ ˝НТЛЪУМУ‚ Ф Л НУПМ‡ЪМУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В (300 K) Ф УЛТıУ‰ЛЪ ЛБ-Б‡ ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Лfl Т ЩУМУМ‡ПЛ – Т В‰Мflfl ЪВФОУ‚‡fl ˝МВ „Лfl (kT . 26 П˝З) БМ‡˜ЛЪВО¸МУ Ф В‚˚¯‡ВЪ ˝МВ „Л˛ Т‚flБЛ ˝НТЛЪУМ‡ (УНУОУ 10 П˝З ‰Оfl ‰‡ММУИ ТЪ ЫНЪЫ ˚) ‚ Н‚‡МЪУ‚УИ flПВ Т ·‡ ¸В ‡ПЛ НУМВ˜- МУИ ‚˚ТУЪ˚.

щОВНЪ УУФЪЛ˜ВТНЛИ ПУ‰ЫОflЪУ , ‚ НУЪУ УП ЛТФУО¸- БУ‚‡М˚ У·‡ ˝ЩЩВНЪ‡ (тЪ‡ Н-˝ЩЩВНЪ ˝НТЛЪУМУ‚ Л ЩУЪУФ У‚У‰ЛПУТЪ¸ М‡ ˜‡ТЪУЪВ ˝НТЛЪУММУ„У ФВ ВıУ‰‡),‡·УЪ‡ВЪ ТОВ‰Ы˛˘ЛП У· ‡БУП ( ЛТ. 2, ‡). еВЪУ‰УП ПУОВНЫОfl МУ-ОЫ˜В‚УИ ˝ФЛЪ‡НТЛЛ ЛБ„УЪ‡‚ОЛ‚‡ВЪТfl p–i–n ‰ЛУ‰, ‚ НУЪУ УП ‚ ТУ·ТЪ‚ВММУП i-ТОУВ ‚˚ ‡˘ВМ‡ ТЛТЪВП‡ Н‚‡МЪУ‚˚ı flП. з‡ ‰ЛУ‰ ˜В ВБ М‡„ ЫБУ˜МУВ ТУФ УЪЛ‚ОВМЛВ R ФУ‰‡ВЪТfl Б‡ФЛ ‡˛˘ВВ М‡Ф flКВМЛВ. ЦТОЛ ТЪ ЫНЪЫ-‡ МВ УТ‚В˘‡ВЪТfl Т‚ВЪУП, ЪУ ТУФ УЪЛ‚ОВМЛВ Н‚‡МЪУ‚˚ı flП ‚ВОЛНУ ФУ Т ‡‚МВМЛ˛ Т ФУТОВ‰У‚‡ЪВО¸МУ ‚НО˛˜ВМ- М˚П М‡„ ЫБУ˜М˚П ТУФ УЪЛ‚ОВМЛВП Л ·УО¸¯УВ М‡Ф flКВМЛВ Ф ЛОУКВМУ Н i-ТОУ˛ ФВ ФВМ‰ЛНЫОfl МУ Н‚‡МЪУ‚˚П flП‡П. б‡ Т˜ВЪ тЪ‡ Н-˝ЩЩВНЪ‡ ФУ„ОУ˘ВМЛВ ‚ У·О‡ТЪЛ ˝НТЛЪУММУ„У ВБУМ‡МТ‡ П‡ОУ ( ЛТ. 2, ‡). и Л УТ‚В˘ВМЛЛ Т‚ВЪУП М‡ ˜‡ТЪУЪВ ˝НТЛЪУММУ„У ФВ ВıУ‰‡ ТУБ‰‡˛ЪТfl ˝Н- ТЛЪУМ˚, НУЪУ ˚В, Н‡Н ТН‡Б‡МУ ‚˚¯В, Ф ‡НЪЛ˜ВТНЛ П„МУ- ‚ВММУ ‡ТФ‡‰‡˛ЪТfl М‡ Т‚У·У‰М˚В ˝ОВНЪ УМ˚ Л ‰˚ НЛ. аБ-Б‡ ‚УБМЛНМУ‚ВМЛfl ЩУЪУЪУН‡ Ы‚ВОЛ˜Л‚‡ВЪТfl Ф‡‰ВМЛВ М‡Ф flКВМЛfl М‡ М‡„ ЫБУ˜МУП ТУФ УЪЛ‚ОВМЛЛ Л ЫПВМ¸- ¯‡ВЪТfl М‡Ф flКВМЛВ, Ф ЛОУКВММУВ Н ‰ЛУ‰Ы. иУ˝ЪУПЫ Ы‚ВОЛ˜Л‚‡ВЪТfl ФУ„ОУ˘ВМЛВ Т‚ВЪ‡ ‰ЛУ‰УП М‡ ˜‡ТЪУЪВ ˝Н- ТЛЪУММУ„У ФВ ВıУ‰‡ (ЫПВМ¸¯‡ВЪТfl ¯Ъ‡ НУ‚ТНЛИ Т‰‚Л„ ˝НТЛЪУММУИ ОЛМЛЛ, ЛТ. 2, ·), ˜ЪУ, ‚ Т‚У˛ У˜В В‰¸, Ф Л- ‚У‰ЛЪ Н Ы‚ВОЛ˜ВМЛ˛ НУМˆВМЪ ‡ˆЛЛ ‚УБ·ЫК‰‡ВП˚ı ˝Н- ТЛЪУМУ‚ Л ЩУЪУЪУН‡ Ф Л Лı ‡ТФ‡‰В. н‡НЛП У· ‡БУП ‚УБМЛН‡ВЪ ФУОУКЛЪВО¸М‡fl У· ‡ЪМ‡fl Т‚flБ¸. б‡ Т˜ВЪ МВОЛМВИМУ„У ЛБПВМВМЛfl ФУ„ОУ˘ВМЛfl ‚ ТЛТЪВПВ Т У· ‡ЪМУИ Т‚flБ¸˛ ПУКМУ ФУОЫ˜ЛЪ¸ ‡БОЛ˜М˚В ВКЛП˚ ‡·УЪ˚: ФВ ВНО˛˜ВМЛВ Т ·УО¸¯ЛП НУМЪ ‡ТЪУП, ·ЛТЪ‡·ЛО¸М˚ИВКЛП [1], НУ„‰‡ Ф Л У‰МУП Л ЪУП КВ БМ‡˜ВМЛЛ ‚ıУ‰МУИ ЛМЪВМТЛ‚МУТЪЛ Т‚ВЪ‡ ЛПВ˛ЪТfl ‰‚‡ ТЪ‡·ЛО¸М˚ı БМ‡˜В- МЛfl ЛМЪВМТЛ‚МУТЪЛ М‡ ‚˚ıУ‰В ЫТЪ УИТЪ‚‡ (‚ ОЛЪВ ‡ЪЫ В УМУ М‡Б˚‚‡ВЪТfl SEED – Self-Electrooptic Effect Device).

лЪ ЫНЪЫ ‡, Ы НУЪУ УИ ‰‚‡ ‡БПВ ‡ П‡О˚ ФУ Т ‡‚- МВМЛ˛ Т ·У У‚ТНЛП ‡‰ЛЫТУП ˝НТЛЪУМ‡ ‚ У·˙ВПМУП ФУОЫФ У‚У‰МЛНВ, М‡Б˚‚‡ВЪТfl Н‚‡МЪУ‚УИ МЛЪ¸˛. З ‰ОЛММУИ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚УИ МЛЪЛ Т ‰Л‡ПВЪ УП d ! aex ˝МВ „Лfl Т‚flБЛ ˝НТЛЪУМ‡ ‡ТЪВЪ Т ЫПВМ¸¯ВМЛВП ‰Л‡ПВЪ-

‡ (E1exD [ ln(d ⁄ aex )]2), ‡ ˝ЩЩВНЪЛ‚М‡fl ‰ОЛМ‡ ˝НТЛЪУМ‡ Ф Л ˝ЪУП ЫПВМ¸¯‡ВЪТfl (lex ln(d ⁄ aex ) –1) [2].

лЫ˘ВТЪ‚ВММУВ Ы‚ВОЛ˜ВМЛВ ˝МВ „ЛЛ Т‚flБЛ Л ТЛО˚ УТˆЛООflЪУ ‡ ˝НТЛЪУМУ‚ ‚ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚ı Н‚‡МЪУ- ‚˚ı МЛЪflı ФУБ‚УОЛОУ ЛТФУО¸БУ‚‡Ъ¸ Лı Н‡Н ‡НЪЛ‚МЫ˛ Т В‰Ы ‰Оfl ФУОЫ˜ВМЛfl О‡БВ МУ„У ЛБОЫ˜ВМЛfl М‡ ˜‡ТЪУЪВ ˝Н- ТЛЪУММУ„У ФВ ВıУ‰‡ Т МЛБНЛП ФУ У„УП ‚УБ·ЫК‰ВМЛfl [1].

З ‰‚Ы- Л У‰МУПВ М˚ı ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚ı М‡МУТЪ-ЫНЪЫ ‡ı Н‚‡МЪУ‚˚В У„ ‡МЛ˜ВМЛfl (НУМЩ‡ИМПВМЪ) Ф Л- ‚У‰flЪ Н Ы‚ВОЛ˜ВМЛ˛ ˝МВ „ЛЛ Т‚flБЛ Л ТЛО˚ УТˆЛООflЪУ ‡ ˝НТЛЪУМУ‚, У‰М‡НУ ‚ТВ„У ОЛ¯¸ ‚ МВТНУО¸НУ ‡Б. лЫ˘В- ТЪ‚ВММУ ·УО¸¯В„У Ы‚ВОЛ˜ВМЛfl ˝ЪЛı Ф‡ ‡ПВЪ У‚ ПУКМУ ‰УТЪЛ„МЫЪ¸ ‚ М‡МУТЪ ЫНЪЫ ‡ı ФУОЫФ У‚У‰МЛН–‰Л˝ОВНЪ-ЛН Б‡ Т˜ВЪ БМ‡˜ЛЪВО¸МУ„У ЫТЛОВМЛfl НЫОУМУ‚ТНУ„У ‚Б‡- ЛПУ‰ВИТЪ‚Лfl ˝ОВНЪ УММУ-‰˚ У˜МУИ Ф‡ ˚ ‚МЫЪ Л ФУОЫ- Ф У‚У‰МЛНУ‚У„У ЪУМНУ„У ТОУfl ЛОЛ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚УИ МЛЪЛ.

щдланйзх З зАзйлнкмднмкАп ийгмикйЗйСзад–СащгЦднкад

е‡О‡fl ˝МВ „Лfl Т‚flБЛ Л ·УО¸¯УИ ˝ЩЩВНЪЛ‚М˚И ‡БПВ ˝НТЛЪУМУ‚ ‚ У·˙ВПМ˚ı ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ı Л ФУОЫФ У- ‚У‰МЛНУ‚˚ı М‡МУТЪ ЫНЪЫ ‡ı ЪЛФ‡ ФУОЫФ У‚У‰МЛН–ФУ- ОЫФ У‚У‰МЛН Т ·УО¸¯ВИ ¯Л ЛМУИ Б‡Ф В˘ВММУИ БУМ˚, ‚˚ФУОМfl˛˘ЛИ УО¸ ·‡ ¸В ‡, У·ЫТОУ‚ОВМ˚ Ф ВК‰В ‚ТВ- „У ·УО¸¯ЛПЛ БМ‡˜ВМЛflПЛ ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНУИ Ф УМЛˆ‡В- ПУТЪЛ (εs > 10) ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ (ТП. ЩУ ПЫО˚ (1)–(4)). З М‡МУТЪ ЫНЪЫ ‡ı, ТУТЪУfl˘Лı ЛБ ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ Л ‰Л- ˝ОВНЪ ЛН‡, ПУКМУ ФУОЫ˜ЛЪ¸ БМ‡˜ЛЪВО¸МУВ ЫТЛОВМЛВ НЫОУМУ‚ТНУ„У ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Лfl ПВК‰Ы ˝ОВНЪ УМУП Л ‰˚ - НУИ ‚МЫЪ Л ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚У„У ТОУfl ЛОЛ МЛЪЛ – УТЫ- ˘ВТЪ‚ЛЪ¸ “ЛМКВМВ Л˛ НЫОУМУ‚ТНУ„У ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Лfl”. щЪУ У·ТЪУflЪВО¸ТЪ‚У ПУКМУ ФУflТМЛЪ¸ Т ФУПУ˘¸˛ ТЛОУ- ‚˚ı ОЛМЛИ ˝ОВНЪ Л˜ВТНУ„У ФУОfl ( ЛТ. 3). СОfl ЪУМНУ„У ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚У„У ТОУfl ЛОЛ МЛЪЛ, УН ЫКВММ˚ı ‰Л˝- ОВНЪ ЛНУП, ·УО¸¯ЛМТЪ‚У ТЛОУ‚˚ı ОЛМЛИ Ф УıУ‰ЛЪ ˜В-ВБ ‰Л˝ОВНЪ ЛН, ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТН‡fl Ф УМЛˆ‡ВПУТЪ¸ НУЪУ У„У εd ! εs . З Ф В‰ВО¸МУП ТОЫ˜‡В У˜ВМ¸ ЪУМНЛı Н‚‡МЪУ‚˚ı МЛЪВИ ТЛО‡ НЫОУМУ‚ТНУ„У ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Лfl ПВК‰Ы ˝ОВНЪ УМУП Л ‰˚ НУИ, М‡ıУ‰fl˘ЛПЛТfl М‡ ‡ТТЪУ-

flÌËË z @ (εs /εd)ds , „‰Â ds – ФУФВ В˜М˚И ‡БПВ ФУОЫФ У- ‚У‰МЛНУ‚УИ МЛЪЛ, F ≈ e2 /(εd z2). íÓ ÂÒÚ¸ ‰Îfl ˝ÚÓ„Ó ÒÎÛ˜‡fl

˝ЩЩВНЪЛ‚М‡fl ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТН‡fl Ф УМЛˆ‡ВПУТЪ¸ ТЛТЪВ- П˚ ФУОЫФ У‚У‰МЛН–‰Л˝ОВНЪ ЛН ‡‚М‡ ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНУИ Ф УМЛˆ‡ВПУТЪЛ ‰Л˝ОВНЪ ЛН‡ (!), ıУЪfl Н‡Н ˝ОВНЪ УМ, Ъ‡Н Л ‰˚ Н‡ М‡ıУ‰flЪТfl ‚ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚УП ТОУВ ЛОЛ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚УИ МЛЪЛ.

СОfl ˆЛОЛМ‰ Л˜ВТНЛı Н‚‡МЪУ‚˚ı МЛЪВИ ЫПВ ВММУ„У‡БПВ ‡ Т ‰Л‡ПВЪ УП ‚ МВТНУО¸НУ ‰ВТflЪНУ‚ М‡МУПВЪ У‚,

es

ed

êËÒ. 3. З УЪОЛ˜ЛВ УЪ У·˙ВПМУ„У ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ ·УО¸¯ЛМТЪ‚У ТЛОУ‚˚ı ОЛМЛИ ˝ОВНЪ Л˜ВТНУ„У ФУОfl ‰Оfl ˝НТЛЪУМ‡ ‚ Н‚‡МЪУ‚УИ МЛЪЛ, УН ЫКВММУИ ‰Л˝ОВН- Ъ ЛНУП, Ф УıУ‰ЛЪ ˜В ВБ ‰Л˝ОВНЪ ЛН, ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТ- Н‡fl Ф УМЛˆ‡ВПУТЪ¸ НУЪУ У„У εd ! εs

У·˙ВП ˝НТЛЪУМ‡ ЫПВМ¸¯‡ВЪТfl Н‡Н (ds ⁄ a3exD )8 ⁄ 3. и Л ˝ЪУП, ВТЪВТЪ‚ВММУ, Ы‚ВОЛ˜Л‚‡ВЪТfl ‚В УflЪМУТЪ¸ ФУ„ОУ- ˘ВМЛfl Л ЛБОЫ˜ВМЛfl М‡ ˜‡ТЪУЪВ ˝НТЛЪУММУ„У ФВ ВıУ‰‡ (Ы‚ВОЛ˜Л‚‡ВЪТfl ТЛО‡ УТˆЛООflЪУ ‡ ФВ ВıУ‰‡). кВБЫО¸Ъ‡- Ъ˚ ФВ ‚˚ı ЛБПВ ВМЛИ ˝МВ „ЛЛ ˝НТЛЪУММ˚ı ФВ ВıУ‰У‚ ‚ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚ı Н‚‡МЪУ‚˚ı МЛЪflı GaAs, CdSe ‰Л‡- ПВЪ УП 4–6 МП, Н ЛТЪ‡ООЛБУ‚‡ММ˚ı ‚ Ф УБ ‡˜М˚ı ФОУЪМУ ЫФ‡НУ‚‡ММ˚ı ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНЛı М‡МУЪ Ы·Н‡ı Ф Л-У‰МУ„У ТУВ‰ЛМВМЛfl ı ЛБУЪЛО ‡Т·ВТЪ‡ [3], М‡ıУ‰flЪТfl ‚ НУОЛ˜ВТЪ‚ВММУП ТУ„О‡ТЛЛ Т ‡ТТ˜ЛЪ‡ММ˚ПЛ ‚ ‡ПН‡ı ПУ‰ВОЛ, ‚ НУЪУ УИ ФУПЛПУ Ы‚ВОЛ˜ВМЛfl ˝МВ „ЛЛ Т‚flБЛ ˝НТЛЪУМУ‚ Б‡ Т˜ВЪ ‡БПВ МУ„У Н‚‡МЪУ‚‡МЛfl Ы˜ЪВМУ ‰Л˝- ОВНЪ Л˜ВТНУВ ЫТЛОВМЛВ ˝НТЛЪУМУ‚, ‚УБМЛН‡˛˘ВВ Б‡ Т˜ВЪ ·УО¸¯У„У ‡БОЛ˜Лfl ‚ ‚ВОЛ˜ЛМ‡ı ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНУИ Ф УМЛˆ‡ВПУТЪЛ ФУОЫФ У‚У‰МЛН‡ Л ‰Л˝ОВНЪ ЛН‡.

бАдгыуЦзаЦ

к‡Б‚ЛЪ˚В Б‡ ФУТОВ‰МЛВ 20 ОВЪ МУ‚˚В ЪВıМУОУ„Л˜ВТНЛВ ПВЪУ‰˚ ФУОЫ˜ВМЛfl ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚ı ТОУВ‚ ЪУО˘Л- МУИ ‚ МВТНУО¸НУ ‰ВТflЪНУ‚ ФВ ЛУ‰У‚ Н ЛТЪ‡ООЛ˜ВТНУИВ¯ВЪНЛ Т ЪУ˜МУТЪ¸˛ ‰У У‰МУ„У ФВ ЛУ‰‡ Л Ф ВˆЛБЛУМ- М˚ı ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚ı МЛЪВИ Т ФУФВ В˜М˚ПЛ ‡БПВ-‡ПЛ ‚ МВТНУО¸НУ ‰ВТflЪНУ‚ М‡МУПВЪ У‚ ФУБ‚УОЛОЛ ФУОЫ˜ЛЪ¸ ‰‚Ы- Л У‰МУПВ М˚В М‡МУТЪ ЫНЪЫ ˚, УТМУ‚М˚В ЩЛБЛ˜ВТНЛВ Т‚УИТЪ‚‡ НУЪУ ˚ı УФ В‰ВОfl˛ЪТfl ˝НТЛЪУМ- М˚ПЛ ТУТЪУflМЛflПЛ. З УЪОЛ˜ЛВ УЪ У·˙ВПМ˚ı ФУОЫФ У- ‚У‰МЛНУ‚ Т П‡ОУИ ˝МВ „ЛВИ Т‚flБЛ ˝НТЛЪУМУ‚, ‚ НУЪУ ˚ı ˝НТЛЪУММ˚В ТУТЪУflМЛfl ‚ УТМУ‚МУП Ф Уfl‚Оfl˛ЪТfl Ф Л УТУ·˚ı ЫТОУ‚Лflı, ‚ ˜‡ТЪМУТЪЛ Ф Л „ОЫ·УНУП УıО‡К‰В- МЛЛ У· ‡БˆУ‚, ‚ ‰‚Ы- Л У‰МУПВ М˚ı ТЪ ЫНЪЫ ‡ı ˝НТЛЪУММ˚В ТУТЪУflМЛfl ıУ У¯У ‚˚ ‡КВМ˚ Ф Л НУПМ‡ЪМУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В. еВМflfl ‡БПВ ˚ М‡МУТЪ ЫНЪЫ ПУКМУ ЛБ-

ПВМflЪ¸ ˝МВ „Л˛ Т‚flБЛ Л ‰ Ы„ЛВ Ф‡ ‡ПВЪ ˚ ˝НТЛЪУМУ‚ Б‡‰‡ММ˚П У· ‡БУП – УТЫ˘ВТЪ‚ОflЪ¸ ЛМКВМВ Л˛ ˝НТЛЪУМУ‚ ‚ МЛБНУ ‡БПВ М˚ı ТЪ ЫНЪЫ ‡ı Л ТУБ‰‡‚‡Ъ¸ Ф Л·У ˚, ‰ВИТЪ‚ЛВ НУЪУ ˚ı У·ЫТОУ‚ОВМУ ЩЛБЛ˜ВТНЛПЛ Ф УˆВТТ‡- ПЛ, ‚ НУЪУ ˚ı ‰УПЛМЛ Ы˛˘Ы˛ УО¸ Л„ ‡˛Ъ ˝НТЛЪУМ˚.

зУ‚˚В ‚УБПУКМУТЪЛ ЫФ ‡‚ОВМЛfl Т‚УИТЪ‚‡ПЛ ˝НТЛЪУМУ‚ ФУfl‚Оfl˛ЪТfl ‚ ТЪ ЫНЪЫ ‡ı ФУОЫФ У‚У‰МЛН–‰Л˝ОВН- Ъ ЛН Б‡ Т˜ВЪ ЛБПВМВМЛfl НЫОУМУ‚ТНУ„У ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Лfl ПВК‰Ы ˝ОВНЪ УМУП Л ‰˚ НУИ (ЫФ ‡‚ОВМЛfl ˝ЩЩВНЪУП ‰Л˝ОВНЪ Л˜ВТНУ„У ЫТЛОВМЛfl ˝НТЛЪУМУ‚). й‰М‡НУ М‡ ФЫЪЛ ТУБ‰‡МЛfl М‡МУТЪ ЫНЪЫ ФУОЫФ У‚У‰МЛН–‰Л˝ОВНЪ ЛН Л Ф Л·У У‚ М‡ Лı УТМУ‚В ТОВ‰ЫВЪ Ф ВУ‰УОВЪ¸ ЪВıМУОУ„Л- ˜ВТНЛВ Ъ Ы‰МУТЪЛ ФУ ФУОЫ˜ВМЛ˛ УН ЫКВММ˚ı ‰Л˝ОВНЪ-ЛНУП ЪУМНЛı ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚ı ТОУВ‚ Т У‰МУ У‰МУИ ЪУО˘ЛМУИ Л МЛЪВИ Т П‡ОУИ ‰ЛТФВ ТЛВИ ФУФВ В˜М˚ı‡БПВ У‚.

СУФУОМЛЪВО¸М˚В Т‚В‰ВМЛfl У· ˝НТЛЪУМ‡ı ‚ ФУОЫ- Ф У‚У‰МЛН‡ı Л ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚ı МЛБНУ ‡БПВ М˚ı ТЪ ЫНЪЫ ‡ı Л У ТФУТУ·‡ı ТУБ‰‡МЛfl М‡МУТЪ ЫНЪЫ ПУКМУ ФУОЫ˜ЛЪ¸ ‚ ТЪ‡Ъ¸flı [4, 5].

ганЦкАнмкА

1.Kelly M.J. Low-Dimensional Semiconductors: Materials, Physics, Technology, Devices. Oxford: Clarendon Press, 1995.

2.Keldysh L.V. Excitons in Semiconductor–Dielectric Nanostructures // Phys. status solidi. 1997. Vol. 164, ‹ 3.

3.ÑÌÂÔ Ó‚ÒÍËÈ Ç.ë., ÜÛÍÓ‚ Ö.А., åÛÎfl Ó‚ Ö.А., íËıӉ‚ ë.É. гЛМВИМУВ Л МВОЛМВИМУВ ФУ„ОУ˘ВМЛВ ˝НТЛЪУМУ‚ ‚ ФУОЫФ У- ‚У‰МЛНУ‚˚ı Н‚‡МЪУ‚˚ı МЛЪflı, Н ЛТЪ‡ООЛБУ‚‡ММ˚ı ‚ ‰Л˝ОВНЪ-Л˜ВТНУИ Ï‡Ú ËˆÂ // Üùíî. 1998. í. 113. А‚„.

4.ÅÂÎfl‚ÒÍËÈ Ç.à. щНТЛЪУМ˚ ‚ МЛБНУ ‡БПВ М˚ı ТЛТЪВП‡ı // лУ УТУ‚ТНЛИ й· ‡БУ‚‡ЪВО¸М˚И ЬЫ М‡О. 1997. ‹ 5. л. 93–99.

5.ÑÂÏËıÓ‚ÒÍËÈ Ç.ü. 䂇ÌÚÓ‚˚ flÏ˚, ÌËÚË, ÚÓ˜ÍË. óÚÓ ˝ÚÓ Ú‡- ÍÓÂ? // í‡Ï ÊÂ. ë. 80–86.

кВˆВМБВМЪ ТЪ‡Ъ¸Л Ç.Ç. åËı‡ÈÎËÌ

* * *

ЗО‡‰ЛПЛ л‡ПТУМУ‚Л˜ СМВФ У‚ТНЛИ, ‰УНЪУ ЩЛБЛНУ- П‡ЪВП‡ЪЛ˜ВТНЛı М‡ЫН, Ф УЩВТТУ , Б‡‚. Н‡ЩВ‰ УИ ЩЛБЛНЛ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚ ЩЛБЛ˜ВТНУ„У Щ‡НЫО¸ЪВЪ‡ еЙм. й·О‡ТЪ¸ М‡Ы˜М˚ı ЛМЪВ ВТУ‚ – ЩЛБЛН‡ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚ Л ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚ı ТЪ ЫНЪЫ ФУМЛКВММУИ ‡Б- ПВ МУТЪЛ, МВОЛМВИМ‡fl УФЪЛН‡, О‡БВ М‡fl ТФВНЪ УТНУФЛfl. А‚ЪУ ·УОВВ 200 М‡Ы˜М˚ı ФЫ·ОЛН‡ˆЛИ.