Термостимулированное резонансное туннелирование в асимметричных системах двойных квантовых ям CdSe/ZnSe с самоорганизованными квантовыми точками
Резницкий А.Н.1, Клочихин А.А.1,2, Еременко М.В.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова, Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Гатчина, Ленинградская область, Россия
Поступила в редакцию: 19 июня 2013 г.
Выставление онлайн: 17 февраля 2014 г.
Исследование фотолюминесценции двойных квантовых ям, образованных осаждением двух слоев CdSe различной номинальной толщины в матрице ZnSe, обнаружило сильную зависимость спектра фотолюминесценции от ширины барьера ZnSe, разделяющего квантовые ямы, от энергии возбуждающего фотона и от температуры. Мы исследовали спектры фотолюминесценции при ширинах барьера 34, 50 и 63 монослоев при возбуждении фотонами с энергиями 3.06, 2.71 и 2.54 эВ в интервале температур 5-200 K. В спектре фотолюминесценции при надбарьерном (3.06 эВ) и подбарьерном возбуждениях (2.71 эВ) наблюдаются две полосы I1(T) и I2(T), соответствующие рекомбинации экситонов, локализованных в квантовых точках мелкой и глубокой квантовых ям. Увеличение температуры до ~50 K приводит лишь к слабому уменьшению как суммарной интегральной интенсивности излучения обеих полос IPL(T), так и каждой из полос I1(T) и I2(T) в отдельности. Дальнейшее повышение температуры приводит к существенному перераспределению интенсивности фотолюминесценции между ямами, которое мы связываем с туннелированием экситонов из состояний квантовых точек мелкой ямы в глубокую. Этот процесс имеет активационный характер и проявляется в быстром уменьшении интегральной интенсивности излучения из мелкой квантовой ямы I1(T) с одновременным возрастанием интенсивности излучения из квантовых точек глубокой квантовой ямы I2(T). Обнаруженный эффект достигает максимума в области температур T=110-130 K и максимален в образце с толщиной барьера 50 монослоев. Туннелирование, скорее всего, имеет резонансный характер, так как ширина барьера значительно больше ширин обеих ям, что предопределяет слабое проникновение волновых функций в соседнюю яму, а сам эффект слабо затухает с увеличением толщины барьера. Энергия активации при этом превосходит энергию оптического фонона по крайней мере в 3 раза, что не объясняется существующей теорией.
- R. Ferreira, G. Bastard. Phys. Rev. B, 40, 1074 (1989)
- B. Deveaud, A. Chomette, F. Clerot, P. Auvray, A. Regreny, R. Ferreira, G. Bastard. Phys. Rev. B, 42, 7021 (1990)
- S. Ten, F. Henneberger, M. Rabe, N. Peyghambarian. Phys. Rev. B, 53, 12 637-12 640 (1996)
- S. Haacke, N.T. Pelekanos, H. Mariette, M. Zigone, A.P. Heberle, W.W. Ruhle. Phys. Rev. B, 47, 16 643 (1993)
- Guangyou Yu, X.W. Fan, J.Y. Zhang, Z.H. Zheng, B.J. Yang, Xiaowei Zhao, Dezhen Shen, Xianggui Kong. J. Phys. D: Appl. Phys., 32, 1506 (1999)
- N. Georgiev, T. Mozume, J. Vac. Sci. Technol. B, 19, 1747 (2001)
- S. Haacke, N.T. Pelekanos, H. Mariette, A.P. Heberle, W.W. Ruhle, M. Zigone. J. Cryst. Growth., 138, 831 (1994)
- L. Marsal, L. Besombes, F. Tinjod, K. Kheng, A. Wasiela, B. Gilles, J.-L. Rouviere, H. Mariette, J. Appl. Phys., 91, 4936 (2002)
- M.S. Skolnick, D.J. Mowbray. Annu. Rev. Mater. Res., 34, 181 (2004)
- M. Strassburg, V. Kutzer, U.W. Pohl, A. Hoffmann, I. Broser, N.N. Ledentsov, D. Bimberg, A. Rosenauer, U. Fischer, D. Gerthsen, I.L. Krestnikov, M.V. Maximov, P.S. Kop'ev, Zh.I. Alferov. Appl. Phys. Lett., 72, 942 (1998)
- N.N. Ledentsov, V.M. Ustinov, V.A. Shchukin, P.S. Kop/'ev, Zh.I. Alferov, D. Bimberg, Semiconductors, 32, 343 (1998)
- D. Litvinov, A. Rosenauer, D. Gerthsen, N.N. Ledentsov. Phys. Rev. B, 61, 16 819 (2000)
- N. Peranio, A. Rosenauer, D. Gerthsen, S.V. Sorokin, I.V. Sedova, S.V. Ivanov. Phys. Rev. B, 61, 16 015 (2000)
- V.A. Shchukin, D. Bimberg, V.G. Malyshkin, N.N. Ledentsov. Phys. Rev. B, 57, 12 262 (1998)
- S. Mackowski, G. Karczewski, T. Wojtowicz, J. Kossut, S. Kret, A. Szczepannska, P. Dluzewski, G. Prechtl, W. Heiss. Appl. Phys. Lett., 78, 3884 (2001)
- A. Reznitsky, A. Klochikhin, S. Permogorov, V.V. Korenev, I. Sedova, S. Sorokin, A. Sitnikova, S. Ivanov. Phys. Status. Solidi. C, 6, 2695 (2009)
- A. Reznitsky, A. Klochikhin, S. Permogorov, L. Tenishev, I. Sedova, S. Sorokin, S. Ivanov, M. Schmidt, H. Zhao, E. Kurtz, H. Kalt, C. Klingshirn. Phys. Status. Solidi B, 229, 509 (2002)
- A. Klochikhin, A. Reznitsky, B. Dal Don, H. Priller, H. Kalt, C. Klingshirn, S. Permogorov, S. Ivanov. Phys. Rev. B, 69, 085 308 (2004)
- A. Reznitsky, S. Permogorov, A. Klochikhin, H. Kalt, C. Klingshirn. Int. J. Nanosci., 6, 305 (2007).
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.