Оптичні і структурно-морфологічні властивості низькорозмірних структур на основі напівпровідників А3В5 і А2В6 - Автореферат

Надзвичайно стрімкими темпами розвивається фізика твердотільних низькорозмірних структур нанометрових розмірів (наноструктур). Якщо характерний розмір наноструктури стає співмірним з довжиною хвилі де Бройля (ЛD) квазічастинки (електрона, екситона, фонона і інш.) в масивному кристалі, то внаслідок просторового обмеження вільного руху квазічастинок в двовимірних, одновимірних або нульвимірних наноструктурах, так званих квантових ямах, нитках або точках, виникає новий клас квантово-розмірних ефектів. В останні роки поряд з дослідженнями квантово-розмірних планарних структур значна увага приділяється вивченню одно-і нульрозвимірних квантових обєктів. В області фізики наноструктур почався період послідовних кропітких досліджень, які проводяться в тісному контакті між фізиками і технологами. Лашкарьова НАН України і виконувалась у відділенні "Оптики" згідно розпоряджень Президії НАН України та постанов Бюро Відділення фізики і астрономії НАН України: 1.У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету і задачі досліджень, вказано звязок роботи з плановими завданнями інституту, наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, наведено відомості про особистий внесок здобувача, апробацію наукових результатів, публікації, структуру і обсяг дисертаційної роботи. Аналіз показав, що до початку досліджень по темі дисертації залишались остаточно незясованими ряд питань, зокрема: 1) вплив процесів інтердифузії і сегрегації на механізм формування КТ при епітаксійному осаджені напружених гетероструктур; 2) фізичні механізми самоорганізованого латерального впорядкування КТ і КН і вплив квазіперіодичних деформаційних полів в наноструктурах з просторово-впорядкованими КТ і КН на оптичну анізотропію їх випромінювання; 3) особливості фононних збуджень в наноструктурах; 4) вплив ефектів компонентної неоднорідності та структурних дефектів в наноострівцевих структурах на процеси випромінювальної рекомбінації носіїв заряду, екситон-фононну рекомбінацію, фононні збудження; 5) вплив поверхні на оптичні властивості CDTE і CDSSE нанокристалів синтезованих хімічними методами. У другому розділі методами атомно-силової мікроскопії, високо-роздільної рентгенівської дифракції, фотолюмінесценції та комбінаційного розсіяння світла зясовано закономірності морфологічного переходу від двовимірної моди росту INXGA1-XAS шару до формування тривимірних острівців у багатошаровій INXGA1-XAS/GAAS структурі. АСМ-дослідження морфології поверхні INXGA1-XAS шару INXGA1-XAS/GAAS структур показали, що 2D-3D перехід реалізується при х = 0,28%. Спостережувана в спектрі КРС другого порядку інтенсивна і вузька двохфононна 2LO-лінія при 573 см-1 з напівшириною Г? 10 см-1 відповідає резонансному розсіянню на 2LO-фононах INXGA1-XAS шарів з пониженою концентрацією індію, а низькочастотна і уширена лінія при 528 см-1 з напівшириною Г? 20 см-1 розсіюванню на 2LO-фононах збагаченого індієм INXGA1-XAS шару (INXGA1-XAS наноострівців) (рис.На латеральне впорядкування (In,Ga)As КТ на GAAS(001) впливають декілька конкуруючих фізичних процесів: анізотропія поверхневої дифузії адатомів, яка обумовлена атомною реконструкцією поверхні підкладки (розмежовуючого шару); утворення моношарових поверхневих сходинок під час епітаксійного росту GAAS шару; анізотропія пружних властивостей розмежовуючого GAAS шару; пружна взаємодія сусідніх точок в латеральній площині (дипольно-дипольна взаємодія). Досліджено процеси формування просторово впорядкованих (In,Ga)As КТ і КН на підкладках GAAS орієнтації (100) і (N11) та вплив таких технологічних параметрів росту, як кількість періодів та товщина шарів INXGA1-XAS/GAAS структури, компонентний склад INXGA1-XAS шару, на структурні та оптичні властивості самовпорядкованих масивів квантових точок і ниток. Латеральне впорядкування КТ в ланцюжки вздовж напрямку не може бути пояснене використовуючи тільки анізотропію пружних констант розділяючого GAAS шару, яка може приводити до впорядкування КТ в a100n напрямках (напрямках, що відповідають мінімумам тензора пружності). Оскільки поля пружних деформацій значно швидше спадають в пружно-жорстких напрямках a011n від границь КТ в порівнянні з мякими напрямками a100n, то швидкість зародження КТ буде вища в напрямках a011n порівняно з напрямками a100n. Відмінність морфології поверхні зразків при різних концентраціях In і товщинах INXGA1-XAS шару, може бути пояснена тим, що зменшення концентрації індію приводить до зменшення пружної енергії системи і, відповідно, збільшенню критичної товщини морфологічної нестабільності поверхні при якій реалізується 2D-3D перехід.Обірвані звязки на поверхні НК впливають на енергетичний спектр НК і відіграють ключову роль в безвипромінювальній рекомбінації. Замерзання розчину, в якому містяться НК, призводить до зміщення лінії ФЛ в бік менших енергій майже на 150 МЕВ та зменшення її інтенсивності. Для пояснення цього ефекту побудована модель НК, яка враховує утворення при рівноважних умовах росту НК кубічної модифікації гра

СНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ