Вышедшие номера
Home » Физика и техника полупроводников » Год 2012, выпуск 11 » Статья стр. 1492
<<<
Светоизлучающие туннельные наноструктуры на основе квантовых точек в матрице кремния и арсенида галлия
Талалаев В.Г.1,2, Тонких А.А.1, Захаров Н.Д.1, Сеничев А.В.1,3, Tomm J.W.4, Werner P.1, Новиков Б.В.3, Asryan L.V.5, Fuhrmann B.6, Schilling J.2,6, Leipner H.S.2,6, Буравлев А.Д.7,8, Самсоненко Ю.Б.7,3, Хребтов А.И.7, Сошников И.П.7,8, Цырлин Г.Э.7,3
1Max-Planck-Institut fur Mikrostrukturphysik, Halle (Saale), Germany
2Martin-Luther-Universitat Halle-Wittenberg, ZIK SiLi-nano, Halle, Germany
3Институт аналитического приборостроения Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
4Max-Born-Institut fur Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie, Berlin, Germany
5Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, Virginia, USA
6Martin-Luther-Universitat, IZM, Halle, Germany
7Санкт-Петербургский Академический университет --- научно-образовательный центр нанотехнологий Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
8Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Поступила в редакцию: 25 апреля 2012 г.
Выставление онлайн: 20 октября 2012 г.
PDF версия
Исследованы светоизлучающие гетероструктуры InGaAs/GaAs и Ge/Si, активная область которых состояла из системы разноразмерных нанообъектов: слоев квантовых точек, квантовых ям и туннельного барьера. Обмен носителями, предшествующий их излучательной рекомбинации, рассмотрен с позиций туннельного взаимодействия нанообъектов. Для системы квантовая яма-слой квантовых точек InGaAs установлен экситонный механизм туннелирования. В таких структурах с барьером тоньше 6 нм обнаружен аномально быстрый перенос носителей (экситонов) из квантовой ямы. Рассмотрена роль надбарьерного резонанса состояний, обеспечивающего "мгновенную" инжекцию в квантовые точки. В структурах Ge/Si получены квантовые точки Ge, имеющие высоту, сравнимую с размытостью интерфейса Ge/Si. Интенсивная люминесценция на длине волны 1.55 мкм в таких структурах объясняется не только высокой плотностью массива островков. В основе модели лежат: (i) повышение силы осциллятора экситона за счет туннельного проникновения электронов в ядро квантовой точки для низких температур (T<60 K); (ii) перераспределение электронных состояний в подзонах Delta2-Delta4 при повышении температуры до комнатной. На исследованных структурах обоих типов изготовлены светоизлучающие диоды. Проверены варианты конфигурации активной области. Показано, что селективная накачка инжектора и туннельный перенос "холодных" носителей (экситонов) эффективнее, чем их прямой захват в наноэмиттер.
  1. N. Kirstaedter, N.N. Ledentsov, M. Grundmann, D. Bimberg, V.M. Ustinov, S.S. Ruvimov, M.V. Maximov, P.S. Kop'ev, Zh.I. Alferov, U. Richter, P. Werner, U. Gosele, J. Heydenreich. Electron. Lett., 30, 1416 (1994)
  2. А.Е. Жуков. Лазеры на основе полупроводниковых наноструктур (СПб. Элмор, 2007)
  3. А.Е. Жуков, А.Р. Ковш, А.Ю. Егоров, Н.А. Малеев, В.М. Устинов, Б.В. Воловик, М.В. Максимов, А.Ф. Цацульников, Н.Н. Леденцов, Ю.М. Шерняков, А.В. Лунев, Ю.Г. Мусихин, Н.А. Берт, П.С. Копьев, Ж.И. Алфёров. ФТП, 33, 180 (1999)
  4. M.M. Rieger, P. Vogl. Phys. Rev. B, 48, 14276 (1993)
  5. S. Fukatsu, H. Sunamura, Y. Shiraki, S. Komiyama. Appl. Phys. Lett., 71, 258 (1997)
  6. V.Ya. Aleshkin, N.A. Bekin, N.G.K. Kalugin, Z.F. Krasil'nik, A.V. Novikov, V.V. Postnikov. JETP Lett., 67, 48 (1998)
  7. O.G. Schmidt, K. Eberl, Y. Rau. Phys. Rev. B, 62, 16 715 (2000)
  8. А.В. Двуреченский, А.И. Якимов. ФТП, 35, 1143 (2001)
  9. V.G. Talalaev, G.E. Cirlin, A.A. Tonkikh, N.D. Zakharov, P. Werner, U. Gosele, J.W. Tomm, T. Elsaesser. Nanoscale Res. Lett., 1, 137 (2006)
  10. A.V. Novikov, M.V. Shaleev, A.N. Yablonskiy, O.A. Kuznetsov, Yu.N. Drozdov, D.N. Lobanov, Z.F. Krasilnik. Semicond. Sci. Technol., 22, S29 (2007)
  11. L.V. Asryan, S. Luryi. IEEE J. Quant. Electron., 37, 905 (2001)
  12. L.F. Register, C. Wanqiang, X. Zheng, M. Stroscio. Int. J. High Speed Electron. Syst., 12, 239 (2001)
  13. P. Bhattacharya, S. Ghosh, S. Pradhan, J. Singh, Z.K. Wu, J. Urayama, K. Kim, T.B. Norris. IEEE J. Quant. Electron., 39, 952 (2003)
  14. Z. Mi, P. Bhattacharya, S. Fathpour. Appl. Phys. Lett., 86, 153 109 (2005)
  15. В.П. Евтихиев, О.В. Константинов, А.В. Матвеенцев, А.Е. Романов. ФТП, 36, 79 (2002)
  16. G. Sek, P. Poloczek, P. Podemski, R. Kudrawiec, J. Misiewicz, A. Somers, S. Hein, S. Hofling, A. Forchel. Appl. Phys. Lett., 90, 081 915 (2007)
  17. V.G. Talalaev, J.W. Tomm, N.D. Zakharov, P. Werner, U. Gosele, B.V. Novikov, A.S. Sokolov, Yu.B. Samsonenko, V.A. Egorov, G.E. Cirlin. Appl. Phys. Lett., 93, 031 105 (2008).
  18. В.Г. Талалаев, А.В. Сеничев, Б.В. Новиков, J.W. Tomm, T. Elsaesser, Н.Д. Захаров, P. Werner, U. Gosele, Ю.Б. Самсоненко, Г.Э. Цырлин. ФТП, 44, 1084 (2010)
  19. Yu.I. Mazur, Zh.M. Wang, G.G. Tarasov. // Phys. Rev. B, 71, 235 313 (2005)
  20. V.G. Talalaev, J.W. Tomm, A.S. Sokolov, I.V. Shtrom, B.V. Novikov, A. Winzer, R. Goldhahn, G. Gobsch, N.D. Zakharov, P. Werner, U. Gosele, G.E. Cirlin, A.A. Tonkikh, V.M. Ustinov, G.G. Tarasov. J. Appl. Phys., 100, 083 704 (2006)
  21. T. Tada, A. Yamaguchi, T. Ninomiya, H. Uchiki, T. Kobayashi, T. Yao. J. Appl. Phys., 63, 5491 (1988)
  22. M. Nido, M.G.W. Alexander, W.W. Ruehle. Appl. Phys. Lett., 56, 355 (1990)
  23. J.N. Zeng, I. Souma, Y. Amemiya, Y. Oka. J. Surf. Analysis, 3, 529 (1997)
  24. С.В. Зайцев, А.С. Бричкин, П.С. Дорожкин, G. Bacher. ФТП, 42, 831 (2008)
  25. I. Lawrence, S. Haacke, H. Mariette, W.W. Ruhle, H. Ulmer-Tuffigo, J. Cibert, G. Feuillet. Phys. Rev. Lett., 73, 2131 (1994)
  26. S. Ten, F. Henneberger, M. Rabe, N. Peyghambarian. Phys. Rev. B, 53, 12 637 (1996)
  27. Д.А. Мазуренко, А.В. Акимов. ФТТ, 43, 719 (2001)
  28. S.V. Zaitsev, A.S. Brichkin, Yu.A. Tarakanov, G. Bacher. Phys. Status Solidi B, 247, 353 (2010)
  29. A. Tomita, J. Shah, R.S. Knox. Phys. Rev. B, 53, 10 793 (1996)
  30. S.K. Lyo. Phys. Rev. B, 62, 13 641 (2000)
  31. F.C. Michl, R. Winkler, U. Roessler. Sol. St. Commun., 99, 13 (1996)
  32. В.Г. Талалаев, А.В. Сеничев, Б.В. Новиков, J.W. Tomm, L.V. Asryan, Н.Д. Захаров, P. Werner, А.Д. Буравлев, Ю.Б. Самсоненко, А.И. Хребтов, И.П. Сошников, Г.Э. Цырлин. Вестн. СПбГУ, в печати (2012)
  33. A.V. Senichev, V.G. Talalaev, J.W. Tomm, B.V. Novikov, P. Werner, G.E. Cirlin. Phys. Status Solidi (RRL), 5, 385 (2011)
  34. Ч.С. Ким, А.М. Сатанин, В.Б. Штенберг. ФТП, 36, 569 (2002)
  35. R.C. Iotti, L.C. Andreani. Semicond. Sci. Technol., 10, 1561 (1995)
  36. M. Bayer, S.N. Walck, T.L. Reinecke. Phys. Rev. B, 57, 6584 (1998)
  37. I. Galbraith, G. Duggan. Phys. Rev. B, 40, 5515 (1989)
  38. H. Sunamura, S. Fukatsu, N. Usami, Y. Shiraki. J. Cryst. Growth, 157, 265 (1995)
  39. O.G. Schmidt, O. Kienzle, Y. Hao, K. Eberl, F. Ernst. Appl. Phys. Lett., 74, 1272 (1999)
  40. K. Eberl, O.G. Schmidt, R. Duschl, O. Kienzle, E. Ernst, Y. Rau. Thin Sol. Films, 369, 33 (2000)
  41. A.V. Novikov, D.N. Lobanov, A.N. Yablonsky, Y.N. Drozdov, N.V. Vostokov, Z.F. Krasilnik. Physica E, 16, 467 (2003)
  42. T. Baier, U. Mantz, K. Thonke, R. Sauer, F. Schaffler, H.-J. Herzog. Phys. Rev. B, 50, 15 191 (1994)
  43. M. El Kurdi, S. Sauvage, G. Fishman, P. Boucaud. Phys. Rev. B, 73, 195 327 (2006)
  44. A. Tonkikh, N. Zakharov, V. Talalaev, P. Werner. Phys. Status Solidi (RRL), 4, 224 (2010)
  45. Т.М. Бурбаев, Т.Н. Заварицкая, В.А. Курбатов, Н.Н. Мельник, В.А. Цветков, К.С. Журавлев, В.А. Марков, А.И. Никифоров. ФТП, 35, 979 (2001)
  46. V.Ya. Aleshkin, N.A. Bekin. J. Phys.: Condens. Matter, 9, 4841 (1997).
  47. M.L.W. Thewalt, D.A. Harrison, C.F. Reinhart, J.A. Wolk, H. Lafontaine. Phys. Rev. Lett., 79 (2), 269 (1997)
  48. B.V. Kamenev, L. Tsybeskov, J. Baribeau, D.J. Lockwood. Phys. Rev. B, 72, 193 306 (2005)
  49. M. Larsson, A. Elfving, W.-X. Ni, G.V. Hansson, P.O. Holtz. Phys. Rev. B, 73, 195 319 (2006)
  50. B. Julsgaard, P. Balling, J.L. Hansen, A. Svane, A.N. Larsen. Appl. Phys. Lett., 98, 093 101 (2011)
  51. G. Bremond, M. Serpentini, A. Souifi, G. Guillot, B. Jacquier, M. Abdallah, I. Berbezier, B. Joyce. Microelectron. J., 30, 357 (1999)
  52. W.-H. Chang, A.T. Chou, W.Y. Chen, H.S. Chang, T.M. Hsu, Z. Pei, P.S. Chen, S.W. Lee, L.S. Lai, S.C. Lu, M.-J. Tsai. Appl. Phys. Lett., 83, 2958 (2003)
  53. Д.Н. Лобанов, А.В. Новиков, К.Е. Кудрявцев, Д.В. Шенгуров, Ю.Н. Дроздов, А.Н. Яблонский, В.Б. Шмагин, З.Ф. Красильник, Н.Д. Захаров, P. Werner. ФТП, 43, 332 (2009)
  54. L.V. Asryan, S. Luryi. Sol. St. Electron., 47, 205 (2003)
  55. D.-S. Han, L.V. Asryan. Appl. Phys. Lett., 92, 251 113 (2008).

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.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme