Eksitoninių šuolių GaAs/AlAs kvantinėse duobėse su priemaišomis tyrimas

Anotacija

Plėtojant THz prietaisų technologiją, svarbu detaliai žinoti kvantinių duobių su priemaišomis energinę sandarą ir optines savybes. Šiame darbe diferencialinio paviršinio fotovoltinio atsako metodu ištirti GaAs/AlAs kvantinių duobių su berilio priemaišomis eksitoninių optinių šuolių ypatumai. Bandinius sudarė skirtingo pločio L_w GaAs duobių su 5 nm storio AlAs barjerais dariniai. Duobių centrinėje srityje buvo įterptas Be akceptorių sluoksnis. Priemaišų tankis kito nuo 5⋅10¹⁰ iki 2,5⋅10¹² cm^–2. Tyrimų rezultatai rodo, jog optinį bandinių atsaką lemia eksitoniniai šuoliai, o sugerties linijos formą veikia Fano efektas. Optinių šuolių prigimtis buvo atskleista apskaičiavus energijos lygmenis pernašos matricų metodu. Eksperimentinės optinių šuolių energijos vertės dera su teorinėmis, apskaičiuotomis atsižvelgiant į energijos juostų neparaboliškumą. Išanalizavus eksitoninių linijų išplitimo parametrų priklausomybes nuo duobės pločio bei priemaišų tankio, buvo nustatyti eksitoninių linijų išplitimo mechanizmai. Gauti rezultatai rodo, kad tirtose kvantinėse duobėse pasireiškia keletas linijos išplitimo veiksnių. Siaurose duobėse (≤\le5 nm) linijos išplitimą lemia kvantinių duobių pločio fliuktuacijos (ΔL_w ≤ 0,5 sluoksnio); platesnėse duobėse eksitonų linija išplinta visų pirma dėl sąveikos su fononais ir jonizuotomis priemaišomis.