Электронные свойства короткопериодных сверхрешеток и слоев квантовых точек InAs/GaAs тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.09, кандидат физико-математических наук Рогозин, Василий Александрович

• Рогозин, Василий Александрович
• кандидат физико-математических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Рогозин, Василий Александрович

Введение

Глава 1. Сверхрешетки и квантовые точки

1.1 Сверхрешетки: энергетический спектр, транспортные свойства.

1.1.1 Размерное квантование, квантовые ямы

1.1.2 Типы сверхрешеток, энергетический спектр сверхрешеток —

1.1.3 Латеральный транспорт электронов в сверхрешетках

1.1.4 Короткопериодные сверхрешетки

1.2 Квантовые точки, слои квантовых точек.

1.2.1 Механизмы формирования квантовых точек, самоорганизованный рост квантовых точек

1.2.2 Особенности фотолюминесценции структур с квантовыми точками

1.2.3 Локализация носителей тока в низкоразмерных системах

1.2.4 Переход "квантовый эффект Холла —холловеки й изолятор" в двумерных системах, индуцированный магнитным полем •■

Глава 2. Методика измерений и образцы

2.1 Методика измерений температурных зависимостей сопротивления, магнетосопротивления, эффекта Холла и эффекта Шубникова - де Гааза.

2.2 Методика измерения замороженной фотопроводимости •

2.3 Методика измерения спектров фотолюминесценции.

2.4 Образцы с короткопериодными InAs/GaAs сверхрешеткиами

2.5 Образцы с квантовыми точками InAs/GaAs.

Глава 3. Электронный транспорт в слоях InAs/GaAs на пороге образования квантовых точек

3.1 Температурные зависимости сопротивления, локализация носителей тока.

3.2 Магнетосопротивление, эффект Шубникова - де Гааза •—

3.3 Фотолюминесценция

3.4 Энергетический спектр короткопериодных сверхрешеток

3.5 Критическая концентрация InAs и образование квантовых точек.

Глава 4. Электронный транспорт и локализация носителей тока в структурах InAs/GaAs р- и п-типа проводимости со слоями квантовых точек

4.1 Проводимость слоя квантовых точек.

4.1.1 Образцы и-типа проводимости с квантовыми точками

4.1.2 Образцы р-типа проводимости с квантовыми точками

4.2 Магнетосопротивление, квантовый эффект Холла и эффект Шубникова - де Гааза.

4.2.1 Образцы р-типа проводимости с квантовыми точками

4.2.2 Образцы «-типа проводимости с квантовыми точками

4.2.3 Двумерные носители тока

4.3 Переход: квантовый эффект Холла - холловский изолятор.

Глава 5. Замороженная фотопроводимость и фотолюминесценция в структурах п- и р-типа проводимости со слоями квантовых точек InAs/GaAs

5.1 Замороженная фотопроводимость.Ill

5.1.1 Изменение проводимости под действием освещения и после его выключения

5.1.2 Механизм замороженной фотопроводимости

5.2 Фотолюминесценция, влияние мощности накачки.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электронные свойства короткопериодных сверхрешеток и слоев квантовых точек InAs/GaAs»

Актуальность темы исследования

В последние годы одним из важных направлений в фундаментальной и прикладной физике твердого тела является изучение наноструктур, образующихся путем реконструкции (самоорганизации) поверхности при гетероэпитаксиальном росте, в рассогласованных по параметру решетки системах, например парах полупроводников Ge/Si, InAs/GaAs [1-4]. В результате таких процессов можно получать структуры с нанокристаллами (кластерами) одного полупроводника на поверхности второго — самоорганизующимися квантовыми точками.

Изучение таких структур вызывает огромный научный интерес [3-5]. Это связано в первую очередь с возможностью изучения в них фундаментальных физических эффектов, например, процессов локализации и рассеяния носителей тока [6, 7], квантовых оптических свойств [8, 9], электронного энергетического спектра [10-13]. Помимо научного значения систем с квантовыми точками, они очень перспективны для практического использования. Энергетический спектр идеальной системы квантовых точек представляет собой набор 5-функций, поэтому применение таких систем позволит выйти на качественно новый уровень создания оптических приборов, например, высокоэффективных полупроводниковых лазеров [5, 14-17] с узкой линией излучения и малой чувствительностью к температуре. Энергетический спектр уединенной квантовой точки близок к атомным уровням, что позволяет создавать на основе квантовых точек одноэлектронные транзисторы и элементы памяти [18, 19].

Процесс самоорганизованного роста квантовых точек InAs начинается при высаживании на поверхность GaAs количества InAs, превышающего некоторую критическую величину, то есть, по сути, при превышении некоторой критической толщины слоя InAs. На сегодняшний день в структурах с образовавшимися квантовыми точками наиболее хорошо изучены оптические свойства [20-26]. В гораздо меньшей степени изучен перенос носителей тока в этих структурах [27, 28]. Транспортные свойства структур InAs/GaAs в области критической и немного меньшей критической толщины InAs, при которой образования квантовых точек еще не происходит, практически не изучались.

Изменяя условия роста можно менять размеры квантовых точек, их плотность и распределение по поверхности. Один из способов уменьшения разброса положения и размеров квантовых точек - выращивание точек на вицинальных гранях полупроводника [29]. В большинстве работ исследуются структуры, в которых концентрация квантовых точек мала для того, чтобы обеспечить достаточное перекрытие волновых функций носителей заряда, локализованных в соседних квантовых точках. В таких структурах слои квантовых точек не участвуют в проводимости непосредственно, однако могут влиять (как искусственные рассеивающие центры) на проводимость соседних двумерных слоев [30, 31]. Латеральный транспорт носителей тока в структурах, в которых имеет место сильное перекрытие волновых функций носителей заряда, локализованных в соседних квантовых точках (квантовые точки расположены весьма плотно), гораздо менее исследован.

В зависимости от выбора легирующих примесей можно получать структуры с квантовыми точками InAs/GaAs как с электронным, так и с дырочным типом проводимости в плоскости слоев квантовых точек. Сравнение электронных свойств InAs/GaAs структур со слоями квантовых точек с р- и п-типом проводимости представляет особый фундаментальный интерес. Однако на настоящий момент практически не имеется работ, посвященных исследованию структур со слоями квантовых точек /ьтипа проводимости, а также сравнению таких структур с электронным и дырочным типом проводимости.

Таким образом, в настоящее время недостаточно исследованы электронные свойства структур InAs/GaAs в области критической толщины InAs, при которой начинается образование квантовых точек. Практически отсутствуют комплексные исследований транспортных свойств структур со слоями квантовых точек с р-типом проводимости. Недостаточно освещен латеральный транспорт носителей тока в структурах с высокой плотностью квантовых точек, при которой происходит образование двумерного проводящего слоя. Результаты данных исследований имеют высокую значимость для получения фундаментальных знаний в области физики наноструктур. Объекты исследования

В данной работе исследовались транспортные свойства носителей тока и фотолюминесценция в квантовой яме Ino.i6Gao.84As/GaAs толщиной 14 нм и 6- легированных кремнием структурах InAs/GaAs, находящихся на пороге образования квантовых точек, то есть в области критической и докритической толщины InAs, Q, той же суммарной толщины и среднего состава, что и квантовая яма. При этом использовались образцы, выращенные методом молекулярно-лучевой эпитаксии на полуизолирующих подложках GaAs (001), содержащие от 3 до 24 пар чередующихся слоев InAs/GaAs с различным периодом, то есть короткопериодные сверхрешетки InAs/GaAs.

В работе также проведены исследования транспортных свойств носителей тока в структурах со слоями квантовых точек InAs/GaAs, легированных кремнием (структуры с «-типом проводимости) и углеродом (структуры с р-типом проводимости), и выполнено сравнение указанных свойств. Для этого были использованы образцы, выращенные методом МОС-гидридной эпитаксии при атмосферном давлении на вицинальных полуизолирующих подложках GaAs (001), разориентированных в направлении [110] на 3°.

Проведены исследования магнетосопротивления, эффекта Холла и температурных зависимостей проводимости этих структур. Исследованы спектры фотолюминесценции образцов при различных мощностях накачки. Исследован эффект замороженной фотопроводимости в структурах со слоями квантовых точек InAs/GaAs с различным типом проводимости. Целью работы является / 1) Исследование латерального транспорта и фотолюминесценции структур с короткопериодными сверхрешетками InAs/GaAs различного периода и одной толщины, со средним составом Ino.i6Gao.84As, с докритической толщиной слоев InAs, при которой не образуются квантовые точки, в диапазоне температур от I К до 300 К и в магнитных полях до 40 Тл. Расчет энергетического спектра структур с короткопериодными сверхрешетками InAs/GaAs методом самосогласованного решения уравнений Шредингера и Пуассона. Сравнение свойств сверхрешеток и однородной квантовой ямы того же состава и толщины.

2) Исследование латеральных транспортных свойств в слабых магнитных полях, фотолюминесценции при различных мощностях накачки, а также температурных зависимостей сопротивления в диапазоне температур от 0.4 К до 300 К структур со слоями квантовых точек InAs в матрице GaAs р-типа проводимости и сравнение со структурами с и-типом проводимости.

3) Исследование эффекта Шубникова - де Гааза, квантового эффекта Холла, и перехода металл - изолятор, индуцированного магнитным полем, в структурах со слоями квантовых точек InAs/GaAs с дырочным типом проводимости. Сравнение этих структур со слоями квантовых точек InAs/GaAs с электронным типом проводимости.

4) Исследование замороженной инфракрасной фотопроводимости в InAs/GaAs структурах со слоями квантовых точек с р- и п- типом проводимости, при освещении светом с различными длинами волн, и ее релаксации после выключения освещения в области температур от 4.2 К до 300 К. Основные научные положения, выносимые на защиту:

1) Транспортные свойства, формы спектров люминесценции и волновые функции носителей тока в квантовой яме Ino.i6Gao.84As/GaAs шириной 14 нм и в структурах, содержащих от 3 до 24 периодов сверхрешетки InAs/GaAs среднего состава Ino.i6Gao.84As и суммарной ширины 14 нм, в целом аналогичны. Таким ai образом, короткопериодную сверхрешетку InAs/GaAs можно рассматривать как потенциальную яму среднего состава Ino.i6Gao.84As с небольшими модуляциями профиля потенциала.

2) При выбранных технологических режимах роста существует критическое количество InAs (Q=2.7 монослоя), при превышении которого в осаждаемых слоях образуются квантовые точки. Это приводит к сдвигу максимума спектра фотолюминесценции в длинноволновую область. Образование слоев квантовых точек при превышении критического количества InAs сопровождается резким падением подвижности электронов и переходом проводимости от металлической к прыжковой.

3) В структурах со слоями квантовых точек образуется двумерный проводящий слой в результате перекрытия электронных волновых функций в квантовых точках и возникновения двумерной энергетической зоны. При концентрации двумерных носителей тока, достаточной для заполнения возникшей двумерной зоны, в магнитном поле наблюдаются осцилляции Шубникова- де Гааза и квантовый эффект Холла.

4) В структурах с квантовыми точками с образовавшимся двумерным проводящим слоем р-типа проводимости наблюдается переход «плато квантового эффекта Холла - холловский изолятор», индуцированный магнитным полем при значении сопротивления p=h/e2, аналогичный переходу в квантовых ямах.

При низких концентрациях носителей тока наблюдается прыжковая проводимость с переменной длиной прыжка. Длина локализации превышает характерные размеры квантовых точек, получаемые с помощью атомного силового микроскопа.

5) Обнаружена замороженная фотопроводимость, с релаксацией хорошо описывающейся моделью термической активации через электростатический барьер переменной высоты. Анализ спектров фотолюминесценции исследованных структур с квантовыми точками показывает наличие в структурах квантовых точек двух характерных размеров. Увеличение мощности накачки приводит, на начальном этапе, к сдвигу одной из линий спектра фотолюминесценции для нелегированного образца, что связанно с перераспределением возбужденных носителей тока между квантовыми точками разных размеров.

Научная новизна полученных в работе результатов обусловлена тем, что:

Впервые проведены комплексные исследования структур со слоями квантовых точек InAs/GaAs с дырочным типом проводимости, и их сравнение с аналогичными структурами электронного типа проводимости. Исследованы транспортные свойства носителей тока, замороженная фотопроводимость (для длин волн света А,=950 нм и А>1120нм) при температурах от 4.2 К до 300 К. Проведены исследования магнетосопротивления, осцилляций Шубникова - де Гааза, квантового эффекта Холла в магнитных полях до 40 Тл при низких температурах, а также перехода метал - изолятор, индуцированного магнитным полем.

Произведен расчет электронной структуры для образцов, содержащих короткопериодные сверхрешетки InAs/GaAs, и выполнено сравнение полученных расчетных данных с данными фотолюминесценции и эффекта Шубникова- де Гааза. При этом показано, что профиль волновых функций электронов в короткопериодной сверхрешетке, аналогичен профилю волновых функций в одиночной квантовой яме того же среднего химического состава и той же ширины.

В образцах с квантовыми точками InAs/GaAs, с дырочным типом проводимости, также как и в образцах с электронным типом проводимости, обнаружена положительная замороженная инфракрасная фотопроводимость. Изменение концентрации носителей заряда от времени хорошо описывается моделью термической активации через электростатический барьер переменной высоты, независимо от типа носителей тока.

Практическая значимость диссертации обусловлена следующим:

В работе показано, что короткопериодную сверхрешетку с туннельно прозрачными барьерами можно рассматривать как одну квантовую яму того же среднего химического состава и той же ширины. При этом также показано, что при определенных толщинах слоев InAs, подвижности носителей тока в серхрешетке оказываются выше. Таким образом, заменяя квантовую яму соответствующей сверхрешеткой, возможно повысить подвижности носителей тока в структуре, не изменяя при этом остальных ее свойств, что важно для улучшения параметров квантовых полупроводниковых приборов, созданных на основе квантовых ям.

Эффект замороженной положительной инфракрасной фотопроводимости, обнаруженный в структурах со слоями квантовых точек InAs/GaAs, может быть использован при создании оптических приборов и элементов памяти. При этом важны механизмы релаксации фотопроводимости, изученные в работе.

Проведенное в работе изучение свойств структур со слоями квантовых точек с /7-типом проводимости важно для разработки и усовершенствования полупроводниковых приборов на основе квантовых точек с различными типами проводимости.

Для разработки одноэлектронных транзисторов, полупроводниковых лазеров, и элементов памяти на основе квантовых точек, важны данные о локализации носителей тока в слоях InAs/GaAs квантовых точек, полученные в настоящей работе.

Публикации по теме диссертации:

1. В.А. Рогозин, "Оптические и транспортные свойства модулированно легированных сверхрешеток InAs/GaAs". VII международная конференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-2000", секция "физика", сборник тезисов, стр. 80-81 (2000).

2. V.A. Kulbachinskii, R.A. Lunin, V.G. Kytin, A.V. Golikov, V.A. Rogozin, V.G. Mokerov, Yu.V. Fedorov, A.V. Hook, "Optical and transport properties of modulation doped InAs/GaAs superlattices". 25th International Conference on the Physics of Semiconductors, ICPS25, Abstracts, Part 2 (Session E-H), стр. 477 (2000).

3. P.A. Лунин, B.A. Кульбачинский, В.Г. Кытин, A.B. Голиков, A.B. Демин, B.A. Рогозин, Б.В. Звонков, С.М. Некоркин, "Оптические свойства и прыжковая проводимость в InAs/GaAs структурах с квантовыми точками". 32 всероссийское совещание по физике низких температур, Казань, 3-6 октября 2000, тезисы докладов секции NS: "Наноструктуры и Низкоразмерные Системы", стр. 74-75 (2000).

4. В.А. Рогозин, "Оптические и транспортные свойства модулированно легированных сверхрешеток InAs/GaAs". Вторая всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике, Санкт-Петербург, тезисы докладов, стр. 59 (2000).

5. V.A. Kulbachinskii, A.V. Golikov, R.A. Lunin, V.G. Kytin, A.V. Demin, V.A. Rogozin, B.N. Zvonkov, S.M. Nekorkin, A. de Visser, "Optical properties and hopping conductivity in InAs/GaAs quantum dot structures". Proceedings of the 25th International Conference on the Physics of Semiconductors, Part 2, стр.1067-1068 (2000).

6. В.А. Кульбачинский, P.A. Лунин, В.Г. Кытин, А.В. Голиков, А.В. Демин, В.А. Рогозин, Б.Н. Звонков, С.М. Некоркин, Д.О. Филатов, "Электрический транспорт и замороженная фотопроводимость в слоях InAs/GaAs квантовых точек". ЖЭТФ, 120, №9, 933-944 (2001).

7. V.A. Kulbachinskii, R.A. Lunin, A.V. Golikov, V.A. Rogozin, V.G. Mokerov, Yu.V. Fedorov, A.V. Hook, Yu.V. Khabarov, "Optical and transport properties of short period InAs/GaAs superlattices". 9th International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", St. Petersburg, Russia, June 18-22, 2001, Proceedings, стр 290-293 (2001).

8. Kulbachinskii V.A., Lunin R.A., Rogozin V.A., Fedorov Yu.V., Khabarov Yu.V., Visser A. de, "Optical and transport properties of short-period InAs/GaAs superlattices near quantum dot formation". Semicond. Sci. Technol. 17, 947 (2002)

9. V.A. Kulbachinskii, R.A. Lunin, V.A. Rogozin, A.V. Golikov, V.G. Kytin, B.N. Zvonkov, S.M. Nekorkin, D.O. Filatov and A. de Visser, "Hopping conductivity and magnetic-field-induced quantum Hall-insulator transition in

InAs/GaAs quantum dot layers". 10th International Symp. "Nanostructures:Physics and Technology", St. Petersburg, June 17-21, 2002, proceedings, стр. 516-519 (2002)

10. V.A. Kulbachinskii, R.A. Lunin. V.A. Rogozin, P.V. Gurin, B.N. Zvonkov, D.O. Filatov, "Persistent Photoconductivity in Quantum Dot Layers in InAs/GaAs Structures". 2nd International Conference on Semiconductor Quantum Dots QD2002, Tokyo, Japan, Abstracts, стр. 112 (2002)

11. Kulbachinskii V.A., Lunin R.A., Rogozin V.A., Zvonkov B.N., Nekorkin S.M., Filatov D.O., Visser A. de, "Magnetic-field-induced quantum Hall-insulator transition and persistent photoconductivity in InAs/GaAs quantum dot layers". International Conference on Superlattices, Nano-Structures and Nano-Devices, Toulouse, France, Abstracts, стр. I-P056 (2002)

12. Kulbachinskii V.A., Lunin R.A., Rogozin V.A., Brandt N.B., Fedorov Yu.V., Khabarov Yu.V., "Peculiarities of electron transport in very short period InAs/GaAs superlattices near the quantum dot formation". International Conference on Superlattices, Nano-Structures and Nano-Devices, Toulouse, France, Abstracts, стр. I-P126 (2002)

13. Kulbachinskii V.A., Lunin R.A., Rogozin V.A., Zvonkov B.N., Filatov D.O., Visser A. de, "Magnetic-field-induced the quantum Hall effect - Hall insulator transition and hopping conductivity in InAs/GaAs quantum dot layers". LT-23 Int. Conference, Hiroshima, Japan, August 2002, Abstracts, стр. 523 (2002)

14. Рогозин B.A., Кульбачинский B.A., Лунин Р.А., Мокеров В.Г., Федоров Ю.В., Хабаров Ю.В., "Энергетический спектр и электронный транспорт в короткопериодных сверхрешетках InAs/GaAs". Восьмая российская конференция "Арсенид галлия и полупроводниковые соединения группы III-V", Томск, 1-4 октября 2002, Материалы конференции, стр 134

15. Лунин Р.А., Кульбачинский В.А., Голиков А.В., Рогозин В.А., Васильевский И.С., Деркач А.В., Мокеров В.Г., Федоров Ю.В., "Электронный транспорт в слоях InAs/GaAs на пороге образования квантовых точек". «Физика электронных материалов 2002», материалы Международной конференции, Калуга, 1-4 октября 2002, стр. 170

16. В.А. Кульбачинский, Р.А. Лунин, В.А. Рогозин, В.Г. Мокеров, Ю.В. Федоров, Ю.В. Хабаров, Е. Нарюми, К. Киндо, А. де Виссер, "Латеральный транспорт в короткопериодных сверхрешетках InAs/GaAs на пороге образования квантовых точек". ФТП, 37, №1, 70-76 (2003)

17. В.А. Кульбачинский, Р.А. Лунин, В.А. Рогозин, А.В. Голиков, В.Г. Кытин, Б.Н. Звонков, С.М. Некоркин, Д.О. Филатов, А. де Виссер, "Переход "квантовый эффект Холла - изолятор" в системе InAs/GaAs квантовых точек". ФТТ, 45, №4, 725-729 (2003)

18. V.A. Kulbachinskii, R.A. Lunin, V.A. Rogozin, V.G. Kytin, B.N. Zvonkov, S.M. Nekorkin, D.O. Filatov, A. de Visser, "Magnetic-field-induced quantum Hall-insulator transition and persistent photoconductivity in InAs/GaAs quantum dot layers". Physica E, 17, 159-160 (2003)

19. V.A. Kulbachinskii, R.A. Lunin, V.A. Rogozin, N.B. Brandt, V.G. Mokerov, Y.V. Fedorov, Y.V. Khabarov, "Peculiarities of the electron transport in very short period InAs/GaAs superlattices near quantum dot formation". Physica E, 17, 300-302 (2003)

20. V.A. Kulbachinskii, R.A. Lunin, V.G. Kytin, V.A. Rogozin, P.V. Gurin, B.N. Zvonkov, D.O. Filatov, "Persistent photoconductivity in quantum dot layers in InAs/GaAs structures". Phys. stat. sol. (c), 0, №4, 1297-1300 (2003)

21. V.A. Kulbachinskii, R.A. Lunin, V.A. Rogozin, B.N. Zvonkov, D.O. Filatov,

A. de Visser, "Magnetic-field-induced quantum Hall effect - Hall insulator transition and hopping conductivity in InAs/GaAs quantum dot layers". Physica E, 18,116-117 (2003)

22. V.A. Kulbachinskii, R.A. Lunin, V.A. Rogozin, A.V. Golikov, V.G. Kytin,

B.N. Zvonkov, S.M. Nekorkin, D.O. Filatov and A. de Visser, "Hopping conductivity and magnetic-field-induced quantum Hall-insulator transition in InAs/GaAs quantum dot layers". 10th International Symp. "Nanostructures:Physics and Technology", St. Petersburg, 17-21 June 2002, Proceedings of SPIE, 5023, 461-464 (2003)

23. П.В. Турин, В.А. Рогозин, "Механизм релаксации замороженной фотопроводимости в структурах с квантовыми точками InAs на поверхности GaAs". Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам "Ломоносов-2003", секция "физика", сборник тезисов, стр. 261-262 (2003).

24. V.A. Kulbachinskii, V.G. Kytin, R.A. Lunin, V.A. Rogozin, P.S. Gurin, B.N. Zvonkov, and D.O. Filatov, "Persistent photoconductivity and quantum Hall-insulator transition in p- and n-type InAs/GaAs structures with quantum dots". 12th International Symp. "Nanostructures: Physics and Technology", St. Petersburg, June 21-25, 2004, proceedings, стр. 354-355 (2004)

Апробация

Основные результаты работы докладывались на: VII международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-2000", секция "физика", Москва, 2000; 25th International Conference on the Physics of Semiconductors, ICPS25, Osaka, Japan, September 17 - 22, 2000; 32 всероссийском совещании по физике низких температур, секция NS:

Наноструктуры и Низкоразмерные Системы", Казань, 3 — 6 октября, 2000; Второй всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике, Санкт-Петербург, 4-8 декабря, 2000; 9th International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", St. Petersburg, June 18 - 22, 2001; 10th International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", St. Petersburg, June 17 - 21, 2002. 2nd International Conference on Semiconductor Quantum Dots, QD2002, Tokyo, Japan, September 30 — October 3, 2002; Internation Conference on Superlattices, Nano-Structures and Nano-Devices, ICSNN2002, Toulouse, France, July 22 - 26, 2002. 23rd International Conference on Low Temperature Physics, LT23, Hiroshima, Japan, August 20 - 27, 2002; Восьмой российская конференция «Арсенид галия и полупроводниковые соединения группы III-V», Томск, 1-4 октября, 2002. Международной конференции по физике электронных материалов, ФИЭМ02, Калуга, 1 - 4 октября, 2002; X Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам "Ломоносов-2003", секция "физика", Москва, 2003; 12th International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", St. Petersburg, June 21 - 25, 2004.

Заключение диссертации по теме «Физика низких температур», Рогозин, Василий Александрович

Основные результаты и выводы

1) В результате проведенных комплексных исследований структур с короткопериодными сверхрешетками InAs/GaAs с толщинами слоев InAs, недостаточными для образования квантовых точек, получены данные о спектрах фотолюминесценции и транспортных свойствах этих структур в диапазоне температур от 1 К до 300 К и в магнитных полях до 40 Тл. Методом численного самосогласованного решения уравнений Шредингера и Пуассона рассчитаны зонные диаграммы, энергетические спектры и профили волновых функций носителей тока для этих структур. Результаты расчета согласуются с данными фотолюминесценции.

2) Обнаружено, что транспортные свойства и спектры фотолюминесценции в короткопериодных сверхрешетках среднего химического состава Ino.i6Gao.84As/GaAs в целом аналогичны транспортным свойствам и спектрам фотолюминесценции в структуре с однородной квантовой ямой того же состава и той же общей толщины 14 нм. Волновые функции носителей тока в таких сверхрешетках аналогичны волновым функциям в однородной квантовой яме такого же состава, но имеют слабую модуляцию с периодом сверхрешетки. При исследовании образца с периодом сверхрешетки 0.58 нм обнаружено увеличение подвижности носителей тока и интенсивности спектров фотолюминесценции, по сравнению с однородной квантовой ямой Ino.i6Gao.84As/GaAs.

3) При выбранных режимах роста существует критическая толщина слоев InAs в короткопериодной сверхрешетке (Q=2.7 монослоя), при превышении которой в слоях образуются квантовые точки. Это приводит к резкому падению подвижности электронов и сдвигу максимума спектра фотолюминесценции в длинноволновую область. Переход от короткопериодной сверхрешетки к слоям квантовых точек сопровождается переходом в проводимости от металлической к прыжковой.

4) В структурах со слоями квантовых точек наблюдались осцилляции Шубникова - де Гааза и квантовый эффект Холла. Это свидетельствует об образовании двумерного проводящего слоя в результате перекрытия состояний в отдельных квантовых точках в образцах с высокой плотностью точек. В структурах с меньшей концентрацией носителей тока наблюдался переход металл - изолятор, индуцированный магнитным полем, аналогичный переходу в гетероструктурах с квантовыми ямами.

5) В образцах с квантовыми точками как с п- так и с р- типом проводимости была обнаружена инфракрасная замороженная фотопроводимость. Процесс ее релаксации после выключения освещения хорошо описывается моделью термической активации через электростатический барьер переменной высоты.

6) В низкоэнергетической части спектров фотолюминесценции исследованных структур с квантовыми точками были обнаружены два пика, отсутствовавшие в аналогичной структуре без квантовых точек. Это связано с наличием в структурах квантовых точек двух размеров, что подтверждается данными атомной силовой микроскопии. Увеличение мощности накачки приводит, на начальном этапе, к сдвигу одной из линий спектра фотолюминесценции для нелегированного образца, что связанно с включением в процесс фотолюминесценции большего числа квантовых точек.

Заключение

Я хочу выразить глубокую благодарность моему научному руководителю, доктору физ.-мат. наук, профессору Владимиру Анатольевичу Кульбачинскому за руководство моей научной работой, предоставление интересной темы для диссертационной работы и базы для ее выполнения, постоянное внимание и всестороннюю помощь при выполнении данной работы.

Я глубоко благодарен старшему научному сотруднику, кандидату физ.-мат. наук Роману Анатольевичу Лунину за его огромную помощь в проведении экспериментов, обработке и интерпретации результатов.

От души благодарю кандидата физ.-мат. наук Артема Викторовича Голикова за его непосредственное участие в экспериментах и интерпретации результатов.

Я благодарен кандидату физ.-мат. наук Владимиру Геннадиевичу Кытину за плодотворное обсуждение результатов.

Выражаю свою благодарность члену корреспонденту РАН В. Г. Мокерову и Ю. В. Федорову, а также доктору физ.-мат. наук, профессору Б. Н. Звонкову за образцы, предоставленные для исследований.

От всей души благодарю всех сотрудников кафедры физики низких температур и сверхпроводимости, так или иначе способствовавших успешному завершению этой работы.

В заключение я бы хотел вспомнить, если это возможно, и поблагодарить всех тех, кто сделал возможным мое участие в научной работе ведущейся на физическом факультете Московского Государственного университета им. М.В. Ломоносова -одного из ведущих университетов мира.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Рогозин, Василий Александрович, 2005 год

1. L.Goldstein, F.Flas, J.Y.Marzin, M.N.Charasse, G.Le Roux "Growth by molecular beamepitaxy and characterization of InAs/GaAs strained-layer superlattices". Appl. Phys. Lett. 47,1099 (1985).

2. J.Terso, R.M.Tromp "Shape transition in growth of strained islands: spontaneousformation of quantum wires". Phys. Rev. Lett. 70, 2782 (1993).

3. Н.Н.Леденцов, В.М.Устинов, В.А.Щукин, П.С.Копьев, Ж.И.Алферов, Д.Бимберг

4. Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства, лазеры. Обзор". ФТП 32, 385 (1998).

5. A.D.Yoffe "Semiconductor quantum dots and related systems: electronic, optical,luminescence and related properties of low dimensional systems". Advanced in Phys. 50,1 (2001).

6. Ж.И.Алферов "Двойные гетероструктуры: концепция и применения в физике,электронике и технологии" (Нобелевская лекция, Стокгольм, 8 декабря 2000 г.). УФН 172,1068 (2002).

7. L.-H.Lin, N.Aoki, K.Nakao, A.Andresen, C.Prasad, F.Ge, J.P.Bird, D.K.Ferry, Y.Ochiai,

8. K.Ishibashi, Y.Ayoagi, T.Sugano "Localization effect in mesoscopic quantum dots and quantum-dot arrays" Phys. Rev. В 60, R16299 (1999).

9. G.H.Kim, J.T.Nicholls, S.I.Khondaker, I.Farrer, D.A.Ritchie "Tuning the insulatorquantum Hall liquid transition in a two-dimensional electron gas using self-assembled InAs" Phys. Rev. В 61,10910 (2000).

10. J.Bloch, J.Shah, L.N.Pfeiffer, K.W.West, S.N.G.Chu "Optical properties of multiple layersof self-orginized InAs quantum dots emitting at 1.3 pm" Appl. Phys. Lett. 77, 2545 (2000).

11. R.P.Mirin, K.L.Silverman, D.H.Christensen, A.Roshko "Narrow photoluminescencelinewidths from ensembles of self-assembled InGaAs quantum dots" J. Vac. Sci. Technol. В 18,1510 (2000).

12. P.B.Joyce, T.J.Krzyzewski, G.R.Bell, B.A.Joyce, T.S.Jones "Composition of InAsquantum dots on GaAs(OOl): Direct evidence for (In,Ga)As alloying" Phys. Rev. В 58, R15981 (1998).

13. V.Holy, G.Springholz, M.Pinczolits, G.Bauer "Strain Induced Vertical and Lateral Correlation in Quantum Dot Superlattices" Phys. Rev. Lett. 83,356 (1999).

14. X.D.Wang, Z.Niu, S.Feng "Influence of InxGai-xAs (0<x<0.3) Cap Layer on Structuraland Optical Properties of Self-assembled InAs/GaAs Quantum Dots" Jpn. J. Appl. Phys. 39,5076 (2000).

15. R.Rinaldi, S.Antonaci, M.DeVittorio, R.Cingolani, U.Hohenester, E.Molinari,

16. H.Lipsanen, J.Tulkki "Effects of few-particle interaction on the atomiclike levels of a single strain-induced quantum dot" Phys. Rev. В 62,1592 (2000).

17. F.Schafer, J.P.Reithmaier, A.Forchel "High-performance GalnAs/GaAs quantum-dotlaser based on a single active layer" Appl. Phys. Lett. 74, 2915 (1999).

18. Л.В.Асрян, Р.А.Сурис "Теория пороговых характеристик полупроводниковыхлазеров на квантовых точках Обзор" ФТП, 38,3 (2004).

19. М.В.Максимов, Ю.М.Шерняков, Н.В.Крыжановская, А.Г.Гладышев,

20. С.С.Михрин, А.Е.Жуков, А.Р.Ковш, Н.А.Малеев, А.П.Васильев, Е.С.Семенова,

21. В.М.Устинов, М.М.Кулагина, Е.В.Никитина, И.П.Сошников, Ю.М.Шерняков,

22. Д.А.Лившиц, Н.В.Крыжановская, Д.С.Сизов, М.В.Максимов, А.Ф.Цацульников, Н.Н.Леденцов, D.Bimberg, Ж.И.Алферов "Высокоэффективные (riD>80%) длинноволновые (А>1.25мкм) лазеры на основе квантовых точек на подложках GaAs" ФТП, 36,1400, (2002).

23. K.A.Matveev and A.V.Andreev "Thermopower of a single-electron transistor in theregime of strong inelastic cotunneling" Phys. Rev. В 66,45301 (2002).

24. P.Recher, E.V.Sukhorukov, D.Loss "Quantum Dot as Spin Filter and Spin Memory"

25. Phys. Rev. Lett. 85,1962 (2000).

26. M.Grassi Alessi, M.Capizzi, A.S.Bhatti, A.Frova, F.Martelli, P.Frigeri, A.Bosacchi and

27. S.Franchi "Optical properties of InAs quantum dots: Common trends" Phys.Rev.B 59, 7620 (1999).

28. M.V.Maximov, A.F.Tsatsul'nikov, B.V.Volovik, D.A.Bedarev, A.Yu.Egorov,

29. Н.А.Малеев, А.Е.Жуков, А.Р.Ковш, С.С.Михрин, В.М.Устинов, Д.А.Бедарев,

30. Б.В.Воловик, И.Л.Крестников, И.Н.Каяндер, В.А.Одноблюдов, А.А.Суворова,

31. A.Ф.Цацульников, Ю.М.Шерняков, Н.Н.Леденцов, П.С.Копьев, Ж.И.Алферов, Д.Бимберг "Гетероструктуры с несколькими слоями InAs / InGaAs-квантовых точек для источников оптического излучения диапазона длин волн 1.3 мкм" ФТП, 34, 612 (2000).

32. Б.В.Воловик, Д.С.Сизов, А.Ф.Цацульников, Ю.Г.Мусихин, Н.Н.Леденцов,

33. B.М.Устинов, В.А.Егоров, В.Н.Петров, Н.К.Поляков, Г.Э.Цырлин "Излучение на1.3-1.4 мкм в структурах с массивами связанных квантовых точек, выращенных методом субмонослойной эпитаксии" ФТП, 34,1368 (2000).

34. М.В.Максимов, Ю.М.Шерняков, С.В.Зайцев, Н.Ю.Гордеев, А.Ю.Егоров,

35. А.Е.Жуков, П.С.Копьев, А.О.Косогов, А.В.Сахаров, Н.Н.Леденцов, В.М.Устинов, А.Ф.Цацульников, Ж.И.Алферов, J.Bohrer, D.Bimberg "Оптические свойства вертикально связанных квантовых точек InGaAs в матрице GaAs" ФТП, 31, 670 (1997).

36. В.Г.Дубровский, Ю.Г.Мусихин, Г.Э.Цырлин, В.А.Егоров, Н.К.Поляков,

37. Ю.Б.Самсоненко, А.А.Тонких, Н.В.Крыжановская, Н.А.Берт, В.М.Устинов "Зависимость структурных и оптических свойств ансамблей квантовых точек в системе InAs / GaAs от температуры поверхности и скорости роста" ФТП, 38, 342 (2004).

38. Д.С.Сизов, Ю.Б.Самсоненко, Г.Э.Цырлин, Н.К.Поляков, В.А.Егоров, А.А.Тонких,

39. A.Е.Жуков, С.С.Михрин, А.П.Васильев, Ю.Г.Мусихин, А.Ф.Цацульников,

40. B.М.Устинов, Н.Н.Леденцов "Структурные и оптические свойства квантовых точек InAs в матрице AlGaAs" ФТП, 37,578 (2003).

41. A.Fuhrer, S.Luscher, T.Heinzel, K.Ensslin, W.Wegscheider and M.Bichler "Transportproperties of quantum dots with steep walls" Phys. Rev. В 63,125309 (2001).

42. Robert M.Konik, Hubert Saleur and Andreas Ludwig "Transport in quantum dots fromthe integrability of the Anderson model" Phys. Rev. В 66, 125304 (2002).

43. M.Kitamura, M.Nishioka, J.Oshinowo, Y.Arakawa "In situ fabrication of self-aligned

44. GaAs quantum dots on GaAs multiatomic steps by metalorganic chemical vapor deposition" Appl. Phys. Lett. 66, 3663 (1995).

45. E.Ribeiro, E.Muller, T.Heinzel, H.Auderset, K.Ensslin "InAs self-assembled quantumdots as controllable scattering centers near a two-dimensional electron gas" Phys. Rev. В 58,1506 (1998).

46. AJ.Shields, M.P.O'Sullivan, I.Farrer, D.A.Ritchie, K.Cooper, C.L.Foden, M.Pepper

47. Optically induced bistability in the mobility of a two-dimensional electron gas coupled to a layer of quantum dots" Appl. Phys. Lett. 74, 735 (1999).

48. Т.Андо, А.Фаулер, Ф.Стерн "Электронные свойства двумерных систем". М.:Мир1985), 416 стр.

49. Ж.И.Алферов "История и будущее полупроводниковых гетероструктур". ФТП 32,3 (1998).

50. Л.Ченг, К.Плог, Молекулярно-лучевая эпитаксия, М., Мир (1989), 582 стр.

51. M.H.Herman, D.Bimberg, J.Christen "Heterointerfaces in quantum wells and epitaxialgrowth processes: Evaluation by luminescence techniques". J. Appl. Phys. 70, R1 (1991).

52. M.Grundman, O.Stier, D.Bimberg "InAs/GaAs pyramidal quantum dots. Straindistribution, optical phonons, and electronic structure". Phys. Rev. В 52, 11969 (1995).

53. D.W.Palmer, www.semiconductors.co.uk, 2000.11.

54. J.Briibach, A.Yu.Silov, J.E.M.Haverkort, W.v.d.Vleuten, J.H.Wolter "Coupling ofultrathin InAs layers as a tool for band-offset determination". Phys. Rev. В 59, 10315 (1999).

55. Shu-Shen Li, Jian-Bai Xia, Z.L.Yuan, Z.Y.Xu Weikun, Ge, Xiang Rong Wang, Y.Wang,

56. J.Wang, L.L.Chang "Effective-mass theory for InAs/GaAs strained coupled quantum dots". Phys. Rev. В 54,11575 (1996).

57. В.А.Кульбачинский "Двумерные, одномерные, нульмерные структуры исверхрешетки". М.:Физический факультет МГУ (1998), 164 стр.

58. А.В.Кавокин, С.И.Кохановский, А.И.Несвижский, М.Э.Сасин, Р.П.Сейсян,

59. В.М.Устинов, А.Ю.Егоров, А.Е.Жуков, С.В.Гупалов "Эффект "кулоновской ямы" в спектрах поглощенияи магнитопоглощения напряженных гетероструктур (In,Ga)As/GaAs". ФТП 31,1109 (1997).

60. З.Н.Соколова, Д.А.Винокуров, И.С.Тарасов, Н.А.Гунько, Г.Г.Зегря

61. Гетероструктуры в системе InGaAs/InP с напряженными квантовыми ямами и квантовыми точками (к = 1.5-1.9 мкм)". ФТП 33,1105 (1999).

62. J.-P.Reithmaier, R.Hoger, H.Riechert, A.Heberle, G.Abstreiter, G.Weimann "Band offsetin elastically strained InGaAs/GaAs multiple quantum wells determined by optical absorption and electron raman scattering". Appl. Phys. Lett., 56,536 (1990).

63. R.Atanasov, F.Bassani, A.D'Andrea, N.Tomassini "Exciton properties and opticalresponse in InxGai-xAs/GaAs strained quantum wells". Phys. Rev. В 50,14381 (1994).

64. Y.Matsiu, Y.Kusumi, A.Nakaue "Energy-band gap of monolayer superlattices calculatedby a modified tight-binding method with electronegativity". Phys. Rev. В 48, 8827 (1993).

65. Akihito Taguchi, Takahisa Ohno "Electronic structure of (InAs)m(GaAs)m (m=l-7)strained superlattices". Phys. Rev. В 38,2038 (1988).

66. Marcos H.Degani "Electron energy levels in a 5-doped layer in GaAs" Phys. Rev. В 44,5580 (1991).

67. I.N.Stranski, L.Von Krastanov. Sitzungsber. Akad. Wiss. Wien lib 146, 797 (1938).

68. N.N.Ledentsov, P.D.Wang, C.M.Sotomayor Torres A.Yu.Egorov, M.V.Maximov,

69. V.M.Ustinov, A.E.Zhukov, P.S.Kop'ev "Optical spectroscopic studies of InAs layer transformation of GaAs surfaces". Phys. Rev. В 50, 12171 (1994).

70. D.Vanderbilt, L.K.Wickham "Elastic Relaxation Energies of Coherent Germanium1.lands on Silicon". Mater. Res. Soc. Proceedings 202, 555 (1991).

71. C.Ratsch, A.Zangwill "Equilibrium Theory of The Stranski-Krastanov Epitaxial

72. Morphology". Surf. Sci. 293,123 (1993).

73. N.N.Ledentsov, M.Grundman, N.Kirstaedter, J.Christen, R.Heitz, J.Bohrer,

74. J.A.Lott, N.N.Ledentsov, V.M.Ustinov, D.Bimberg "Vertical cavity lasers based onvertically coupled quantum dots". Electron Lett. 33, 1150 (1997).

75. Г.Э.Цирлин, В.Н.Петров, С.А.Масалов А.О.Голубок, Н.Н.Леденцов

76. Самоорганизация квантовых точек в многослойных структурах InAs/GaAs и InGaAs/GaAs при субмонослойной миграционно-стимулированной эпитаксии". Письма в ЖТФ 23, 80 (1997).

77. Б.Н.Звонков, И.Г.Малкина, Е.Р.Линькова, В.Я.Алешкин, И.А.Карпович,

78. Д.О.Филатов "Фотоэлектрические свойства гетероструктур GaAs/InAs с квантовыми точками". ФТП 31,1100 (1997).

79. L.Landin, M.S.Miller, M.-E.Pistol, C.E.Pryor, L.Samuelson "Optical studies ofindividual InAs quantum dots in GaAs: few-particle effects". Science 280, 262 (1998).

80. M.Grundmann, J.Christen, N.N.Ledentsov, J.Bohrer, D.Bimberg, S.S.Ruvimov,

81. P.Werner, U.Richter, U.Gosele, J.Heydenreich, V.M.Ustinov, A.Yu.Egorov, A.E.Zhukov, P.S.Kop'ev, Zh.I.Alferov "Ultranarrow luminiscance lines from single quantum dots". Phys. Rev. Lett. 74,4043 (1995).

82. J.-Y.Marzin, J.-M.Gerard, A.Israel, D.Barrier, G.Bastard "Photoluminiscence of single

83. As quantum dots obtained by self-organized growth on GaAs". Phys. Rev. Lett. 73, 716 (1994).

84. S.Ruvimov, P.Werner, K.Scheerschmidt U.Gosele, J.Heydenreich, U.Richter,

85. N.N.Ledentsov, M.Grundman, D.Bimberg, V.M.Ustinov, A.Yu.Egorov, P.S.Kop'ev, Zh.I.Alferov "Structural characterization of (In,Ga)As quantum dots in a GaAs matrix". Phys. Rev. В 51, 14766 (1995).

86. D.Bimberg, V.A.Shchukin, N.N.Ledentsov, A.Krost "Formation of self-organizedquantum dots at semiconductor surfaces". Appl. Surf. Sci. 130-132, 713 (1998).

87. В.А.Кульбачинский, В.Г.Кытин, Р.А.Лунин, А.В.Голиков, А.В.Демин,

88. И.Г.Малкина, Б.Н.Звонков, Ю.Н.Сафьянов "Особенности фотолюминесценции и транспортных свойств многослойных InAs/GaAs структур с квантовыми точками" ФТП 33,316(1999)

89. J.Z.Wang, Z.M.Wang, Z.G.Wang, Y.H.Chen and Z.Yang "Photoluminescence of InAsquantum dots in n-i-p-i GaAs superlattice" Phys.Rev.B 61,15614 (2000)

90. A.W.E.Minnaert, A.Yu.Silov, W. van der Vleuten, J.E.M.Haverkort and J.H.Wolter

91. Frohlich interaction in InAs/GaAs self-assembled quantum dots" Phys.Rev.B 63, 075303 (2001)

92. MJ.Steer, D.J.Mowbray, W.R.Tribe, M.S.Skolnick, M.D.Sturge, M.Hopkinson,

93. A.G.Cullis, C.R.Whitehouse and R.Murray "Electronic energy levels and energy relaxation mechanisms in self-organised InAs/GaAs quantum dots" Phys.Rev.B 54, 17738 (1996)

94. M.Henini, S.Sanguinetti, S.C.Fortina, E.Grilli, M.Guzzi, G.Panzarini, L.C. Andreani,

95. M.D. Upward, P. Moriarty, P.H. Beton and L. Eaves "Optical anisotropy in arrow-shaped InAs quantum dots" Phys.Rev.B 57, R6815 (1998)

96. R. Heitz, F. Guffarth, I. Mukhametzhanov, M. Grundman, A. Madhukar and D. Bimberg

97. Many-body effects on the optical spectra of InAs/GaAs quantum dots" Phys.Rev.B 62, 16881(2000)

98. H. Kissel, U. Muller, C.Walther, W.T. Masselink, Yu.I. Mazur, G.G. Tarasov and M.P.1.sitsa "Size distribution in self-assembled InAs quantum dots on GaAs(OOl) for intermediate InAs coverage" Phys.Rev.B 62, 7213 (2000)

99. Д.Г. Васильев, В.П. Евтихиев, В.Е.Токранов, И.В. Кудряшов, В.П. Кочерешко

100. Влияние разориентации подложки на распределение квантовых точек по размерам в системе InAs/GaAs" ФТТ 40, 855 (1998)

101. Б.Л.Альтшуллер, А.Г.Аронов "Затухание одноэлектронных возбуждений вметаллах" Письма в ЖЭТФ 30, 514 (1979).

102. A.P.Dmitriev, V.Yu.Kachorovskii, I.V.Gornyi "Nonbackscattering contribution to weaklocalization". Phys. Rev. В 56, 9910 (1997).

103. B.L.AItshuler, A.G.Aronov "Electron-electron interaction in disordered conductors".

104. Modern problems in Condensed Matter Sciences, edited by A.L.Efros and M.Pollak Amstedam. (1985).

105. А.А.Абрикосов "Основы теории металлов". М.:Наука (1987), 520 стр.

106. M.I.Dyakonov "Magnetoconductance due to weak localization beyond the diffusionapproximation: the high-field limit". Solid State Commun. 92, 711 (1994).

107. A.Cassam-Chenai, B.Shapiro "Two dimensional weak localization beyond the diffusionapproximation". J. Phys. France I 4,1527 (1994).

108. E.Abrahams, P.W.Anderson, D.C.Liccardello, T.V.Ramakrishnan "Scaling theory oflocalization: absence of quantum diffusion in two dimensions". Phys. Rev. Lett. 42, 673 (1979).

109. N.F.Mott "Conduction in glasses containing transition metal ions". J. Non-Cryst. Solids1, 1 (1968).

110. H.L.Zhao, B.Z.Spivak, M.P.Gelfand, S.Feng "Negative magnetoresistance in variablerange-hopping conduction" Phys. Rev. В 44, 10760 (1991).

111. В.Л.Нгуен, Б.З.Спивак, Б.И.Шкловский "Осцилляции Ааронова — Бома снормальным и сверхпроводящим квантами потока в прыжковой проводимости" Письма в ЖЭТФ 41,35 (1985).

112. K.von Klitzing, G.Dorda, M.Pepper "Realization of a resistance standard based onfundamental constants" Phys. Rev. Lett. 45,494 (1980).

113. V.A.Kulbachinskii, V.G.Kytin, R.A.Lunin, A.V.Golikov, I.G.Malkina, B.N.Zvonkov,

114. Yu.N.Safyanov "Low temperature transport properties of InAs/GaAs structures with quantum dots" Microelectronic Engineering 43-44, 107 (1998).

115. В.А.Кульбачинский, В.Г.Кытин, Р.АЛунин, А.В.Голиков, А.В.Демин,

116. И.Г.Малкина, Б.Н.Звонков, Ю.Н.Сафьянов "Сильная локализация носителей тока в многослойных структурах InAs/GaAs с квантовыми точками" Вестник МГУ, серия 3 Физика, Астрономия, 5, 53 (1998).

117. V.A.Kulbachinskii, V.G.Kytin, R.A.Lunin, A.V.Golikov, I.G.Malkina, B.N.Zvonkov,

118. Yu.N.Safyanov "Peculiarities of optical and low temperature transport properties of multi-layer InAs/GaAs structures with quantum dots" Physica В 266, 185 (1999).

119. S.Kivelson, D.-H.Lee, S.-C.Zhang "Global phase diagram in the quantum Hall effect".

120. Phys. Rev В 46, 2223 (1992).

121. D.Shahar, D.C.Tsui, J.E.Cunninggham "Observation of the v =1 quantum Hall effect in astrongly localized two-dimensional system" Phys. Rev. В 52,14372 (1995)

122. G.H.Kim, J.T.Nicholls, S.I.Khondaker, I.Farrer, D.A.Ritchie "Tuning the insulatorquantum Hall liquid transitions in a two-dimensional electron gas using self-assembled InAs" Phys. Rev. В 61,10910 (2000).

123. J.D.Wasscher "Note on four-point resistivity measurement on anisotropic conductors"

124. Philips Res. Repts. 16,301 (1961).

125. L.L.Soethout, H.van Kempen, J.T.P.W.van Maarseveen, P.A.Schroeder, P.Wyder

126. Current-voltage reciprocity in the magnetoresistance of simple metals" J. Phys. F: Met. Phys. 17,129 (1987).

127. Ф.Качмарек "Введение в физику лазеров" М.:МИР, 540 стр (1981).

128. T.Ando "Self-consistent results for a GaAs/AlxGal-xAs heterojunction. I. Subbandstructure and light-scattering spectra". J. Phys. Soc. Jap. 51, 3893 (1982).

129. F.Stern, S.Das Sarma "Electron energy levels in GaAs-Gai-xAlxAs heterojunctions".

130. Phys. Rev. В 30, 840 (1984).

131. C.R.Proetto "Electronic structure of delta-doped semiconductors". Delta-doping ofsemiconductors, Cambridge University Press. 2,23 (1996).

132. R.O.Jones, O.Gunnarsson "The density functional formalism, its applications andprospects". Rev. Mod. Phys. 61, 689 (1989).

133. J.P.Perdew, A.Zunger "Self-interaction correction to density-functional approximationsfor many-electron systems" Phys. Rev. В 23,5048 (1981).

134. Н.Марч, В.Кон, П.Вашишта, С.Лундквист, А.Уильямс, У.Барт, Н.Лэнг "Теориянеоднородного электронного газа". М.:Мир. (1987), 400 стр.

135. O.Gunnarsson, B.LLundqvist "Exchange and correlation in atoms, molecules, and solidsby the spin-density-functional formalism". Phys. Rev. В 13, 4274 (1976).

136. С.В.Евстигнеев, Р.М.Имамов, А.А.Ломов, Ю.Г.Садофьев, Ю.В.Хабаров, М.А.Чуев,

137. Д.С.Шипицин "Исследование квантовых ям InxGai-xAs/GaAs методаминизкотемпературной фотолюминесценции и рентгеновской дифрактометрии". ФТП 34, 719 (2000).

138. T.Schweizer, K.Kohler, W.Rothemund, P.Ganser "Highly anisotropic electron mobilitiesof GaAs/Ino.2Gao.8As/Alo.3Gao.7As inverted high electron mobility transistor structures". Appl. Phys. Lett. 59, 2736 (1991).

139. А.Д.Виссер, В.И.Кадушкин, В.А.Кульбачинский, В.Г.Кытин, А.П.Сеничкин,

140. Е.Л.Шангина "Квазиодномерные электронные каналы и двумерный электронный газ в структурах с дельта-легированием оловом вицинальных граней GaAs". Письма в ЖЭТФ 59, 339 (1994).

141. В.А.Кульбачинский, В.Г.Кытин, В.И.Кадушкин, А.П.Сеничкин "Анизотропияявлений переноса структур с б-Sn квантовыми ямами на вицинальных гранях GaAs". ФТТ 37,2693 (1995).

142. V.A.Kulbachinskii, V.G.Kytin, R.A.Lunin, A.V.Golikov, V.G.Mokerov, A.S.Bugaev, A.P.Senichkin, R.T.F.van Schaijk, A.de Visser, P.M.Koenraad "Sn 5-dopping in GaAs" Semicond. Sci. Technol. 14,1034 (1999).

143. S.Kivelson, D.-H.Lee, S.-C.Zhang "Global phase diagram in the quantum Hall effect" Phys. Rev В 46, 2223 (1992).

144. C.E.Johnson, H.W Jiang "Observation of a nondivergent Hall coefficient for a localized two- dimensional electron gas" Phys. Rev. В 48, 2823 (1993).

145. M.Hilke, D.Shahar, S.H.Song, D.C.Tsui, Y.H.Xie, Don Monroe "Experimental evidence for a two-dimensional quantized Hall insulator" Nature 395, 675 (1998).

146. D.T.N, de Lang, L.Ponomarenko, A. de Visser, C.Possanzini, S.M.Olsthoorn, A.M.M.Pruisken "Evidence for a quantum Hall insulator in an InGaAs/InP heterostructure" Physica E 12, 666 (2002).

147. D.Shahar, M.Hilke, C.C.Li, D.C.Tsui, S.L.Sondhi, J.E.Cunningham, M.Razeghi "A new transport regime in the quantum Hall effect" Solid State Commun. 107,19 (1998).

148. D.Shahar, D.C.Tsui, M.Shayegan, J.E.Cunningham, E.Shimshoni, S.L.Sondhi "On the nature of the hall insulator" Solid State Commun. 102,817 (1997).

149. HJ.Queisser, D.E.Theodorou "Decay kinetics of persistent photoconductivity in semiconductors" Phys. Rev. В 33, 4027 (1986).

150. K.H.Schmidt, G.Medeiros-Ribeiro, M.Oestreich, P.M.Petroff, G.H.Dohler "Carrier relaxation and electronic structure in InAs self-assembled quantum dots" Phys. Rev. В 54,11346 (1996).

151. R.Heitz, I.Mukhametzhanov, O.Stier, A.Madhukar, D.Bimberg "Enhanced polar exciton-LO-phonon interaction in quantum dots" Phys. Rev. Lett. 83,4654 (1999).