Спектр излучения и стабильность двух типов электронно-дырочной жидкости в мелких Si/Si1-xGexSi квантовых ямах
Васильченко А.А.1,2, Кривобок В.С.3, Николаев С.Н.3, Багаев В.С.3, Онищенко Е.Е.3, Копытов Г.Ф.1
1Кубанский государственный университет, Краснодар, Россия
2Кубанский государственный технологический университет, Краснодар, Россия
3Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук, Москва, Россия
Email: kolob7040@gmail.com
Поступила в редакцию: 16 июля 2019 г.
В окончательной редакции: 20 ноября 2019 г.
Принята к печати: 21 ноября 2019 г.
Выставление онлайн: 20 марта 2020 г.
На основе расчетов в рамках теории функционала плотности и анализа спектров низкотемпературной фотолюминесценции исследована структура электронно-дырочной жидкости в мелких Si/Si1-xGexSi (100) квантовых ямах шириной 5 nn и содержанием германия x=3-5.5%. Показано, что для данного диапазона составов квантовых ям энергия локализованной в них квазидвумерной электронно-дырочной жидкости как функция концентрации носителей обнаруживает два локальных минимума. Положение более глубокого (главного) минимума зависит от дизайна квантовой ямы и при низких температурах определяет свойства квазидвумерной электронно-дырочной жидкости. Для серии Si/Si1-xGexSi квантовых ям экспериментально продемонстрирована модификация свойств электронно-дырочной жидкости, которая может быть интерпретирована как смена главного минимума в результате возрастания концентрации германия в слое Si1-xGex. Обсуждается влияние многокомпонентности (электроны, легкие и тяжелые дырки) электронно-дырочной жидкости на спектры низкотемпературной фотолюминесценции Si/Si1-xGexSi квантовых ям. Ключевые слова: электронно-дырочная жидкость, квантовые ямы, низкотемпературная фотолюминесценция.
- T.M. Rice. Solid State Phys., 32, 1 (1978)
- J.C. Hensel, T.G. Phillips, G.A. Thomas. Solid State Phys., 32, 88 (1978)
- Electron-Hole Droplets in Semiconductors (Modern Problems in Condensed Matter Sciences) / Eds C.D. Jeffries, L.V. Keldysh. Amsterdam: North-Holland (1983). V. 6. Пер. с англ. Электронно-дырочные капли в полупроводниках / Под ред. К.Д. Джеффрис, Л.В. Келдыш Наука, М (1988)
- Н.Н. Сибельдин. УФН 187, 11, 1236 (2017)
- Н.Н. Сибельдин. ЖЭТФ 149, 678 (2016)
- Т.М. Бурбаев, М.Н. Гордеев, Д.Н. Лобанов, А.В. Новиков, М.М. Рзаев, Н.Н. Сибельдин, М.Л. Скориков, В.А. Цветков, Д.В. Шепель. Письма в ЖЭТФ 95, 341 (2010)
- V.S. Bagaev, V.S. Krivobok, S.N. Nikolaev, A.V. Novikov, E.E. Onishchenko, M.L. Skorikov. Phys. Rev. B 82, 115313 (2010)
- H. Reinholz. Solid State Commun. 123, 489 (2002)
- D. Snoke. Solid State Commun. 146, 73 (2008)
- В.С. Багаев, В.С. Кривобок, С.Н. Николаев, Е.Е. Онищенко, А.А. Пручкина, Д.Ф. Аминев, М.Л. Скориков, Д.Н. Лобанов, А.В. Новиков. ЖЭТФ 144, 1045 (2013)
- Д.В. Кулаковский, С.И. Губарев, Ю.Е. Лозовик. ЖЭТФ 121, 915 (2002)
- Hensel, J.C.G. Feher. Phys. Rev. 129, 1041 (1963)
- J.D. Robbins, L.T. Canham, S.J. Barnett, A.D. Pitt, P. Calcott. J. Appl. Phys., 71, 1407 (1992)
- M.M. Rieger, P. Vogl. Phys. Rev. B 48, 14276 (1993)
- В.С. Багаев, В.В. Зайцев, В.С. Кривобок, Д.Н. Лобанов, С.Н. Николаев, А.В. Новиков, Е.Е. Онищенко. ЖЭТФ 134, 988 (2008)
- G. Kirczenow, K.S. Singwi. Phys. Rev. B 20, 4171 (1979)
- L.M. Smith, J.P. Wolfe. Phys. Rev. Lett. 57, 2314 (1986)
- A.G. Steele, W.G. McMullan, M.L.W. Thewalt. Phys. Rev. Lett. 59, 2899 (1987)
- G.D. Mahan. Phys. Rev. 153, 882 (1967)
- А.А. Васильченко. Письма в ЖЭТФ, 108, 185 (2018)
- С.Н. Николаев, В.С. Кривобок, В.С. Багаев, Е.Е. Онищенко, А.В. Новиков, М.В. Шалеев. Письма в ЖЭТФ 104, 161 (2016)
- K. Betzler, R. Conradt. Phys. Rev. Lett. 28, 1562 (1972)
- K. Betzler, T. Weller, R. Conradt. Phys. Rev. B 6, 1394 (1972)
- T. Steiner, L. Lenchyshyn, M. Thewalt, J.-P. Noel, N.L. Rowell, D.C. Houghton. Solid State Commun. 89, 429 (1994)
- В.С. Багаев, Э.Т. Давлетов, В.С. Кривобок, С.Н. Николаев, А.В. Новиков, Е.Е. Онищенко, А.А. Пручкина, М.Л. Скориков. ЖЭТФ 148, 1198 (2015)
- M.L.W. Thewalt, W.G.M. Mullan. Phys. Rev. B 30, 6232 (1984)
- В.С. Багаев, В.С. Кривобок, С.Н. Николаев, Е.Е. Онищенко, М.Л. Скориков, А.В. Новиков, Д.Н. Лобанов. Письма в ЖЭТФ 94, 63 (2011)
- Л.В. Келдыш, Ю.В. Копаев. ФТТ 6 9, 2791 (1964)
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.