Дослідження механізмів самоіндукованного формування квантових точок і впливу геометричних та структурних факторів на енергетичний спектр. Аналіз особливостей процесів, що реалізуються за участю електронних, екситонних, фононних і плазмових збуджень.
Аннотация к работе
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