Оптические свойства гетероструктур (Zn, Cd)Se/(Zn, Mg)(S, Se) с массивами квантовых точек тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат физико-математических наук Крестников, Игорь Леонидович

• Крестников, Игорь Леонидович
• кандидат физико-математических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Крестников, Игорь Леонидович

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Обзор литературы

1.1. Выращивание структур со сверхтонкими слоями соединений А2В6

1.2. Оптические свойства сверхтонких квантовых ям и субмонослойных структур

1.3. Механизмы стимулированного излучения и лазерной генерации в широкозонньг соединениях А2В6 и квантовых ямах на их основе

ГЛАВА 2. Экспериментальное оборудование и методики

ГЛАВА 3. Оптические свойства слоев и структур с квантовыми ямами в систем« соединений А2В6

3.1. Люминесцентные свойства слоев 2п88е и гпСс18е

3.2. Уровни размерного квантования в напряженных гпСс!8е/2п8е квантовых ямах (расчет и сравнение с экспериментом)

ГЛАВА 4. Структурные и электронные свойства образцов с массивами квантовых точек

4.1. Люминесцентные и структурные свойства квантовых точек, полученных при субмонослойном осаждении

4.2. Вертикальные корреляция и антикорреляция наноостровков

4.3. Магнитооптические исследования по определению радиуса экситонов,

♦

локализованных на квантовых точках

4.4. Электронный спектр структур с субмонослойными квантовыми точками

4.5. Сила осциллятора переходов через состояния субмонослойных квантовых точек

ГЛАВА 5. Экситон-обусловленный волноводный эффект

5.1. Условия возникновения экситон-обусловленного волноводного эффекта

5.2. Расчет экситонного волноводного эффекта в реальных структурах

ГЛАВА 6. Стимулированное излучение, усиление и лазерная генерация в субмонослойных структурах с экситон-обусловленным волноводным эффектом

6.1. Механизмы усиления в структурах с упорядоченными массивами квантовых точек

6.2. Лазерная генерация без внешнего оптического ограничения в полосковой геометрии при комнатной температуре

6.3. Лазерная генерация с поверхности: эффект самосогласования мод резонатора со спектром усиления

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптические свойства гетероструктур (Zn, Cd)Se/(Zn, Mg)(S, Se) с массивами квантовых точек»

-4-ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время является общепризнанным, что квантоворазмерные гетероструктуры определяют прогресс в физике и технике полупроводников. Наиболее активные исследования таких структур ведутся в системах соединений АЗВ5 и А2В6. Весьма важны и приборные применения квантоворазмерных структур. Например, полупроводниковые лазеры с квантовыми ямами на основе традиционных соединений АЗВ5 являются ключевым элементом в линиях волоконно-оптической связи (ВОЛС), лазерных принтерах, устройствах оптической записи информации (видео- и компакт-диски и др.).

В настоящее время все возрастающие требования, предъявляемые к современным оптоэлектронным устройствам, обуславливают необходимое расширение круга материалов, применяемых в оптоэлектронике. Так, уменьшение длины волны излучения полупроводникового лазера с 800 нм (инфракрасный диапазон) до 400 нм (голубой диапазон) позволяет в несколько раз увеличить плотность и, как минимум, на порядок по величине скорость оптической записи информации, что дает возможность существенно

расширить круг применений данных устройств; увеличить на один - два порядка по

*

величине скорость печати лазерных принтеров; заменить, при сохранении пиковой оптической мощности в несколько сотен милливатт, крупногабаритные и дорогие газовые и твердотельные лазеры в их различных диагностических применениях (спектроскопия, медицина и т.д.).

Появление полупроводниковых светодиодов в сине-зеленой области спектра открывает новые возможности по созданию устройств цветного оптического отображения информации нового поколения, например, таких как плоские полупроводниковые

дисплейные матрицы. В связи, с этим в последнее время широкое внимание привлекают к себе широкозонные полупроводниковые соединения А2В6 и нитридов третьей группы.

После демонстрации в 1991 году специалистами ЗМ Со. (США) первого полупроводникового лазера на основе гетероструктуры ZnSe/ZnCdSe, работающего в

импульсном режиме при Т=73{С в зеленом оптическом диапазоне [1, 2], ведущие

»

производители оптоэлектронной техники (ЗМ Со. (США) [1], Sony Со. (Япония) [3], N-A Philips Со. (США) [4, 5], Sharp Со. (Япония) [6], Matsushita Electric Ind. Со. (Япония) [7], Nichia (Япония) [8] и др.) активно включились в исследования по разработке технологии создания непрерывных полупроводниковых гетеролазеров в этом диапазоне длин волн. В настоящее время фирма Nichia разработала непрерывный промышленный полупроводниковый лазер на основе GaN, имеющий длину волны излучения -410 нм [9].

В то же время промышленный лазер, работающий в зеленой области видимого спектра, пока не создан. В связи с этим сохраняется интерес к соединениям А2В6, так как эта система является наиболее перспективной как раз для создания зеленого лазера, необходимого для ряда важных применений (проекционное телевидение, медицина и т.д.). Кроме того, соединения А2В6 были и являются основными материалами для изучения оптических процессов в широкозонных полупроводниках и гетероструктурах на их основе, так как их оптические свойства можно рассматривать как модельные. В случае нитридов третьей группы плохая однородность твердых растворов и доменная структура эпитаксиальных пленок иногда затрудняют детальное понимание физических процессов. Таким образом, изучение основных свойств А2В6 наноструктур может служить базисом для разработок новых физических концепций управления световыми потоками в широкозонных полупроводниках. Это особенно справедливо для структур с квантовыми проволоками и квантовыми точками.

За последние годы разработка технологии получения непрерывных полупроводниковых лазеров на основе широкозонных соединений А2В6, работающих в зелено-голубой области спектра при комнатных температурах, превратилась в одно из ведущих направлений исследований в современной полупроводниковой оптоэлектронике. При этом, в отличие от случая нитридов третьей группы где наилучшие результаты получены методом газофазной эпитаксии из металооорганических соединений, для соединений А2В6 молекулярно-пучковая эпитаксия (МПЭ) является, на данный момент, единственным эффективным технологическим методом, позволяющим получать подобные инжекционные гетероструктуры. В настоящее время реализован зеленый лазер, непрерывно работающий >400 часов при комнатной температуре (Sony Ltd.) [10]. Тем не менее, параметры лазеров на основе соединений А2В6 пока, в целом, не достаточны для их широкого технического применения, что свидетельствует о настоятельной необходимости проведения новых исследований.

Считается общепризнанным, что дальнейший прогресс в улучшении параметров сине-зеленых гетеролазеров (таких, как пороговая плотность тока, выходная оптическая мощность, время жизни при комнатной температуре и т.д.) связан с:

• существенным расширением круга используемых материалов А2В6, главным образом четверных твердых растворов ZnMgSSe, ZnMgSeTe, ZnBeSSe, обеспечивающих более полное оптическое и электронное ограничение в лазерных гетероструктурах;

• выбором оптимальных контактных, изолирующих и конструкционных материалов при изготовлении диодов;

• применением структур с пониженной размерностью, особенно, использование квантовых точек в активной области лазера.

Квантовые точки позволяют резко увеличить удельное усиление, улучшить температурную стабильность, снизить пороговую плотность тока лазера, уменьшить перегрев зеркал, подавить рост дислокаций и др.

Основная цель данной работы - разработка новых принципов управления световыми потоками в полупроводниках с помощью низкоразмерных гетероструктур (гп,Сс!)8е/(гп,М£)(8,8е) с массивами квантовых точек, полученных методом субмонослойного осаждения в процессе молекулярно-пучковой эпитаксии.

Для достижения этой цели в ходе работы решались следующие основные задачи: исследование оптических свойств эпитаксиальных слоев ZnMgSSe и 2пСс18е; расчет и сравнение с экспериментом уровней размерного квантования в 2пСё8е/2п8е квантовых ямах, что позволило определить некоторые основные параметры объемных 2п8е и Сс18е;

установление взаимосвязи между структурными и оптическими свойствами квантовых точек, полученных путем субмонослойного осаждения при молекулярно-пучковой эпитаксии

исследование электронног^спектра структур с квантовыми точками; численное моделирования* волноводов с утечками, в которых увеличение показателя преломления в активной области достигается за счет резонансного характера спектров поглощения и/или усиления в квантовых точках;

исследование механизмов усиления и лазерной генерации в структурах без внешнего волновода;

реализация лазерной генерации с поверхности.

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Результаты оптических и магнитооптических исследований субмонослойных (0.7-1.0 монослоя) структур согласуются с наличием СсШе островков в гпБе матрице, образующихся путем самоорганизации (высота 1-2 монослоя, латеральные размеры -30-40А и плотность ~1012 см"2).

2. Структуры с СсШе островками обладают оптическими свойствами структур с квантовыми точками.

3. В случае вертикального складирования массивов квантовых островков возникает их вертикальное упорядочивание, которое может быть двух типов: вертикальная корреляция и вертикальная антикорреляция. Изменение типа вертикальной корреляции, осуществляемое путем изменения толщины барьеров между массивами квантовых островков, позволяет управлять электронным спектром подобных структур и приводит к кардинальным изменениям в спектрах фотолюминесценции.

4. За счет резкой модуляции показателя преломления вблизи экситонного резонанса возможно осуществление эффективного волноводного эффекта в полупроводниковых структурах без использования толстых широкозонных слоев с меньшим показателем преломления, ограничивающих активную область.

5. Осуществлена резонансная (безфононная) лазерная генерация через состояния квантовых точек вплоть до комнатной температуры в структурах без внешнего оптического ограничения.

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Крестников, Игорь Леонидович

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. При помощи ПЭМВР показаЬо, что субмонослойные (0.7-1.0 монослоя) внедрения Сс18е в матрицу (гп,]У^)(8,8е) представляют собой массивы однородных наноостровков высотой от 1 до 2 монослоев, с латеральными размерами 30-40А и плотностью ~1012 см"2.

2. Продемонстрированы оптические свойства структур с наноостровками характерные для структур с упорядоченными по размеру квантовыми точками.

3. Показано уменьшение энергии оптических переходов и изменение поляризации люминесценции с торца при изменении типа вертикального упорядочивания вертикально складированных массивов наноостровков путем изменения толщины барьеров между слоями.

4. Показана большая сила осциллятора экситонных переходов квантовых точек по сравнению с квантовыми ямами.

5. Проведены численные расчеты, показывающие возможность осуществления экситон-обусловленного волноводного эффекта за счет сильной модуляции показателя преломления вблизи экситонного резонанса с большой силой осциллятора.

6. В структурах с субмонослойными квантовыми точками показан резонансный (безфононный) механизм усиления вследствие отсутствия экранировки экситонов при больших плотностях возбуждения и снятия правил отбора по импульсу из-за локализации экситонов.

7. В структурах без внешнего оптического волновода с широкозонной матрицей (7п1М^88е) лазерная генерация осуществляется до комнатных температур за счет экситон-обусловленного волноводного эффекта.

8. Показана возможность осуществления лазерной генерации с поверхности в структурах с произвольной толщиной микрорезонатора вследствие эффекта самосогласования мод резонатора со спектром усиления, обусловленного резкой модуляцией показателя преломления вдоль спектра усиления.

Л1 , №

ШШИ

Я благодарен к.ф.-м.н. С.В. Иванову и С.В. Сорокину за выращенные ими и предоставленные для исследований структуры, а также признателен проф-ру Д. Бимбергу, д-ру А. Хоффманну и г-ну М: Штрассбургу за успешное сотрудничество и проведение совместных исследований в Техническом университете Берлина. Я отмечаю с благодарностью плодотворные обсуждения многих аспектов этой диссертационной работы с докторами ф.-м.н. С.А. Пермогоровым, А.Н. Резницким, Р.П. Сейсяном. Особо хочу поблагодарить весь коллектив группы оптических исследований низкоразмерных гетероструктур (гр. Леденцова Н.Н.): М.В. Максимова, А.Ф. Цацульникова, И.В. Кочнева, А.В. Лунева, Ю.М. Шернякова, А.В. Сахарова, Б.В. Воловика, Д.А. Бедарева и зав.лаб. квантоворазмерных гетероструктур д.ф.-м.н. Копьева П.С. за предоставленную возможность работать в этом коллективе.

I am grateful to Dr. S.V. Ivanov and S.Y. Sorokin for the growth of samples. I would like to thank Prof. D. Bimberg, Dr. A. Hoffmann and M. Strassburg for successful collaboration and common investigations in Technical University of Berlin. Also I would like to thank Dr. S.A. Permogorov, Dr. A.N. Reznitsky, Dr. R.P. Sesyan for fruitful discussions of many aspects of this work. I am very grateful to a crew of Prof. N.N. Ledentsov (M.V. Maximov, A.F. Tsatsul'nikov, I.V. Kocbnev, A.V. Lunev, Yu.M. Shernyakov, A.V. Sakharov, B.V. Volovik, D. A. Bedarev) and a chief of laboratory of quantumsize heterostructures for possibility to work in this crew.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Крестников, Игорь Леонидович, 1998 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1] М.А. Haase, J. Qiu, J.M. DePuydt, H. Cheng, "Blue-green laser diodes", Appl.Phys.Lett., 59, 1272-1274 (1991).

[2] H. Jeon, J. Ding, W.Patterson, A.V. Nurmikko, W. Xie, D.C. Grillo, M. Kobayashi, R.L. Gunchor, "Blue-green injection laser diodes in (Zn,Cd)Se/ZnSe quantum wells",

Appl.Phys.Lett., 59, 3619-3621 (1991).

N

[3] A. Ishibashi, Y. Mori, "Advances in blue laser diodes", J.Cryst.Growth, 138, 677-685 (1994).

[4] G. Sun, Kh. Shahzad, J.M. Gaines, J.B. Khurgin, "Room-temperature photopumped blue lasing in ZnSe-ZnS0.06Se0.94 double heterostructures", Appl.Phys.Lett., 59, 310-311 (1991).

[5] J.M. Gaines, R.R. Drenten, K.W. Haberem, T. Marshall, P. Mensz, J. Petruzzello, "Blue-green injection laser containing pseudomorphic Zni.xMgxSySei.y cladding layers and operating up to 394K", Appl.Phys.Lett., 62, 2462-2464 (1993).

[6] Y. Tomomura, S. Hirata, T. Okumura, M. Kitagawa, A. Suzuki, H. Takiguchi, "Dependence of device characteristics on quantum wells thickness in ZnSe/ZnCdSe multi-quantum well blue-green laser diodes", J.Cryst.Growth, 138, 764-767 (1994).

[7] Sh. Hayashiu, A. Tsujimura, Sh. Yoshii, K. Okhawa, Ts. Mitsuyu, "Zni.xCdxSe (x=0.2-0.3) single-quantum-well laser diodes without GaAs Buffer Layers", Jpn.J.Appl.Phys., 31, L1478-L1480 (1992).

[8] S. Nakamura, M. Senoh, S. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, Y. Sugimoto, H. Kiyoku, "Room-temperature continuous-wave operation of InGaN multi-

quantum-well structure laser diodes with a lifetime of 27 hours", Appl.Phys.Lett., 70, 1417-1419(1997).

[9] S. Nakamura, MRS Bulletin, May 1998, p.37-43

[10] E. Kato, H. Noguchi, MNagai, H. Okiyama, S. Kijima, A. Ishibashi, "Significant

• * ' ,

progress in II-VI blue-green laser diode life time", Electr.Lett., 3^, 2t>? <■?«-*■ (.¡998).

>rv ^ * ,1 * ~ '

[11] J.M. Worlock, F.M. Peeters, H.M. Cox, P.C. Morais, "Quantum-wire spectroscopy and epitaxial-growth velocities in InxGai.xAs-InP heterostructures", Phys.Rev.B, 44, 89238926 (1991).

[12] R. Notzel, N.N. Ledentsov, L. Daweritz, K. Ploog, M. Hohenstein, "Semiconductor quantum-wire structuresjflirectly grown on high-index surfaces", Phys.Rev.B, 45, 35073515 (1992).

[13] H. Akiyama, T. Someya, H. Sakaki, "Concentrated oscillator strength of one-dimensional excitons in quantum wires observed with photoluminescence excitation spectroscopy", Phys.Rev.B, 53, R16160-R16163 (1996).

[14] G. Biasiol, E. Kapon, Y. Ducommun, A. Gustafsson, "Self-ordering of quantum-wire superlattices on V-grooved substrates", Phys.Rev.B, 57, R9416-R9419 (1998).

[15] P. Tomasini, K. Arai, Y.H. Wu, T. Yao, "Fabrication of ZnSe/ZnS quantum wires using high index GaP substrate", J.Appl.Phys., 80, 6539-6543 (1996).

[16] L. Goldstein, F. Glass, J.Y. Marzin, M.N. Charasse, G.Le. Roux, "Growth by molecular beam epitaxy and characterization of InAs/GaAs strained-layer superlattices", Appl.Phys.Lett., 47,1099-1101 (1985).

[17] P.M. Petroff, S.P. Den Baars, "MBE and MOCVD growth and properties of self-assembling quantum dot arrays in III-V semiconductor structures", Superlattices and Microstructures, 15, 15 (1994).

[18] M. Moison, F. Houzay, F. Barthe, L. Leprince, E.Andre, O. Vatel, "Self-organized growth of regular nanometer-scale InAs dots on GaAs", Appl.Phys.Lett., 64, 196-198 (1994).

[19] N.N. Ledentsov, M. Grundmann, N. Kirstaedter, J. Christen, R. Heitz, J. Bohrer, F. Heinrichsdorff, D. Bimberg, S.S. Ruvimov, P. Werner, U. Richter, U. Gösele, J. Heydenreich, V.M. Ustinov, A.Yu. Egorov, M.V. Maximov, P.S. Kop'ev, Zh.I. Alferov, "Luminescence and structural properties of (In,Ga)As-GaAs quantum dots", Proc. ICPS 22, World Scientific, Singapore, 1855-1858 (1995).

[20] V.A. Shchukin, N.N. Ledentsov, P.S. Kop'ev, D. Bimberg, "Spontaneous ordering of arrays of coherent strained islands", Phys.Rev.Lett., 75, 2968-2971 (1995).

[21] V.A. Shchukin, N.N. Ledentsov, M. Grundmann, P.S. Kop'ev, D. Bimberg, "Strain-induced formation and tuning of ordered nanostructures on crystal surface", Surf.Sc., 352-354,117(1996).

[22] V.A. Shchukin, D. Bimberg, V.G. Malyshkin, N.N. Ledentsov, "Vertical correlations and anticorrelations in multisheet arrays of two-dimensional islands", Phys.Rev.B, 57 12262-12674(1998).

[23] V.A. Shchukin, D. Bimberg, Rev.Mod.Phys., in print (1998).

[24] R.J. Phaneuf, E.D.Williams, "Surface phase separation of vicinal Si(lll)", Phys.Rev.Lett., 58,2563-2566 (1987).

[25] R. J. Phaneuf, E.D.Williams, N.C. Bartlet, "Temperature dependence of vicinal Si(lll) surface", Phys.Rev.B, 38,1984-1993 (1988).

[26] J.W. Cahn, Trans.Met.Soc., 242,166 (1968).

N

[27] P.D.Wang, N.N. Ledentsov, C.M. Sotomayor Torres, P.S. Kop'ev, V.M.Ustinov, "Optical characterization of submonolayer and monolayer InAs structures grown in a GaAs matrix on (100) and high-index surfaces", Appl.Phys.Lett., 64, 1526-1528 (1994).

[28] P.D.Wang, N.N. Ledentsov, C.M. Sotomayor Torres, P.S. Kop'ev, V.M.Ustinov, "Response to Comment «Comment on 'Optical characterization of submonolayer and monolayer InAs structures grown in a GaAs matrix on (100) and high-index surfaces'» [Appl.Phys.Lett. 66, 111 (1995)]", Appl.Phys.Lett., 66, 112-113 (1995).

[29] V. Bressler-Hill, A. Lorke, S. Varma, P.M. Petroff, K. Pond, W.H.Weinberg, "Initial stages of InAs epitaxy on vicinal GaAs(001)-(2x4)", Phys.Rev.B, 50, 8479-8487 (1994).

[30] D.E. Eaglesham, M. Cerullo, "Dislocation-free Stranski-Krastanow growth of Ge on Si(100)", Phys.Rev.Lett., 64, 1943-1946 (1990).

[31] J.-W. Mo, D.E. Savage, B.S. Swatzentruber, M.G. Lagally, "Kinetic pathway in Stranski-Krastanow growth of Ge on Si(001)", Phys.Rev.Lett., 65,1020-1023 (1990).

[32] 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. Heidenreich, "Low threshold large To injection laser emission from (In,Ga)As quantum dots", Electron.Lett., 30,1416 (1994).

[33] Ю.М. Шерняков, А.Ю. Егоров, A.E. Жуков, C.B. Зайцев, А.Р. Ковш, И.Л. Крестников, A.B. Лунев, H.H. Леденцов, М.В. Максимов, A.B. Сахаров, В.М. Устинов, Чжао Чжень, П.С. Копьев, Ж.И. Алферов, Д. Бимберг, "Инжекционный гетеролазер с квантовыми точками, работающий в непрерывном режиме при комнатной температуре с выходной мощностью 1 Вт", Письма в ЖТФ, 23(4), 51-54 (1997).

-121- v ,

[34] Z. Zhu, E. Kurtz, K. Arai, Y.F. Chen, D.M. Bagnall, P. Tomashini, F. Lu, T. Sekiguchi, T. Yao, T. Yasuda, Y. Segawa, "Self-organized growth of II-VI wide bandgap quantum dot structures", Phys.Stat.Sol.(b), 202, 827-833 (1997).

[35] I. Suemue, K. Uesugi, H. Suzuki, H. Nashiki, M. Arita, "Low-dimensional II-VI semiconductors structures: ZnSe/MgS superlattices and CdSe self-organized dots", Phys.Stat.Sol.(b), 202, 845-856 (1997).

[36] M. Lowisch, M. Rabe, N. Hoffmann, R. Mitdank, B. Stegemann, F. Henneberger, M. Grundmann, V. Turck, D. Bimberg, "Zero-dimensional excitons in (Zn,Cd)Se quantum structures", Proc. ICPS 23, World Scientific, Singapore, 1457-1460 (1996).

[37] M. Lowisch, M. Rabe, B. Stegemann, F. Henneberger, M. Grundmann, V. Turck, D. Bimberg, "Zero-dimensional excitons in (Zn,Cd)Se quantum structures", Phys.Rev.B, 54, R11074-R11077 (1996).

[38] F. Gindele, C. Markle, U. Woggon, W. Langbein, J.M. Hvam, K. Leonardi, K. Ohkawa, D. Hommel, "Exciton localization in CdSe islands buried into a quantum well of Zni. xCdxSe", J.Cryst.Growth, 185/185, 306-310 (1998).

[39] F. Flack, N. Samarth, V. Nikitin, P.A. Crowell, J. Shi, J. Levy, D.D. Awschalom, "Near-field optical spectroscopy of localized excitons in strained CdSe quantum dots", Phys.Rev.B, 54, R17312-R17315 (1996).

[40] K. Leonardi, H. Heineke* K. Okhawa, D. Hommel, H. Selke, F. Gindele, U. Woggon, "CdSe/ZnSe quantum structures grown by migration enhanced epitaxy: Structural and optical investigations", Appl.Phys.Lett, 71, 1510-1512 (1997).

[41] N.N. Ledentsov, "Ordered arrays of quantum dots", Proc. ICPS 23, World Scientific, Singapore, 19-26 (1996).

[42] S.H.Xin, P.D.Wang, Aie Yin, C.Kim, M. Dobrovolska, J.L. Merz, J.K. Furdina, "Formation of self-assembling CdSe quantum dots on ZnSe by molecular beam epitaxy", Appl.Phys.Lett., 69, 3884-3886 (1996).

[43] M. Rabe, M. Lowisch, F. Kreller, F. Henneberger, "Self-assembled visible-bandgap II-VI quantum dots", Phys.Stat.Sol.(b), 202, 817-826 (1997).

[44] D. Hommel, K. Leonardi, H. Heinke, H. Selke, K. Ohkawa, F. Gindele, U. Woggon, "CdSe/ZnSe Quantum Dot Structures: Structural and Optical Investigations", Phys.Stat.Sol.(b), 202, 835-843 (1997).

[45] В.И. Марченко, "Возможные структуры и фазовые переходы на поверхности кристаллов", Письма в ЖЭТФ, 33, 397-399 (1981).

[46] А.Ф. Андреев, "Стрикционные сверхструктуры в двумерных фазовых переходах", Письма в ЖЭТФ, 32, 65^-656 (1980).

[47] Ж.И. Алферов, Д. Бимберг, Ф.Ю. Егоров, А.Е. Жуков, П.С. Копьев, Н.Н. Леденцов, С.С. Рувимов, В.М. Устинов, И. Хейденрайх, "Напряженные субмонослойные гетероструктуры и гетероструктуры с квантовыми точками", УФН, 165, 224 (1995).

[48] N. Magnea, "ZnTe fractional monolaeyrs and dots in CdTe matrix", J.Cryst.Growth, 138, 550-558 (1994).

[49] Q.X. Zhao, V. Calvo, P. Lefebvre, J. Allegre, A. Bellabchara, N. Magnea, "An optical study of the self-organized growth of ZnTe strained islands in CdTe quantum wells", Proc. ICPS 23, World Scientific, Singapore, 1449-1452 (1996).

[50] S. Yamaguchi, Y. Kawakami, Sz. Fujita, Sg. Fujita, Y. Yamada, T. Mishina, Y. Masumoto, "Recombination dynamics of localized excitons in CdSe/ZnSe/ZnSxSei.x single-quantum-well structure", Phys.Rev.B, 54, 2629-2634 (1996).

л-«« .„И

[51] S. Yamaguchi, H. Kurusu, Y. Kawakami, Sz. Fujita, Sg. Fujita, "Recombination dynamics of localized biexcitons in ultra thin CdSe/ZnSe/ZnSxSei_x single quantum well structures", Proc. ICPS ?3, World Scientific, Singapore, 2107-2110(1996).

[52] U. Woggon, W. Petri, A. Dinger, S. Petillon, M. Hetterich, M. Grun, K.P. O'Donnel, H. Kalt, C. Klingshrim, "Electronic states and optical gain in strained CdS/ZnS quantum structures", Phys.Rev.B, 55, 1364-1367 (1997).

[53] N.N. Ledentsov, M. Grundmann, N. Kirstaedter, O. Schmidt, R. Heitz, J. Bohrer, D. Bimberg, V.M. Ustinov, V.A. Shchukin, P.S. Kop'ev, Zh.I. Alferov, S.S. Ruvimov, A.O. Kosogov, P. Werner, U. Richter, U. Gosele, J. Heidenreich. ^".Self-organized quantum dots: growth, properties, lasing", Sol.St.Electron., 40, 785 (1996). '

[54] V. Calvo, P. Lefebvre, V. Allegre, A. Bellabchara, H. Mathieu, Q.X. Zhao, N. Magnea, "Evidence of the ordered growth of monomolecular ZnTe islands in CdTe/(Cd,Zn)Te quantum wells on a nominal (001) surface", Phys.Rev.B, 53, R16164-R16167 (1996).

[55] Q.X. Zhao, N. Magnea, J.L. Pautrat, "Electronic and optical properties of the fractional ZnTe-monolayer superlattice structures", J.Cryst.Growth., 159,425-428 (1996).

[56] P. Lefebvre, V. Calvo, N. Magnea, Th. Taliercio, J. Allegre, H. Mathieu, "Optical investigation of CdTe monomolecular islands in wide ZnTe/(Zn,Mg)Te quantum wells: Evidence of self-ordering", Phys.Rev.B, 56, 3907-3912 (1997).

[57] M.V. Belousov, N.N. Ledentsov, M.V. Maximov, P.D. Wang, I.N. Yassievich, N.N. Faleev, I.A. Kozin, V.M. Ustinov, P.S. Kop'ev, C.M. Sotomayor Torres, "Energy levels and exciton oscillator strength in submonolayer InAs-GaAs heterostructures", Phys.Rev.B, 51, 14346-14351 (1995).

[58] E.L. Ivchenko, A.V. Kavokin, V.P. Kochereshko, P.S. Kop'ev, N.N. Ledentsov, "Exciton resonance reflection from quantum well? Quantum wire and quantum dot structures", Superlattices and Microstructures, 12, 317 (1992).

[59] P.D. Wang, N.N. Ledentsov, C.M. Sotomayor Torres, I.N. Yassievich, A. Pakhomov, A.Yu. Egorov, P.S. Kop'ev, V.M. Ustinov, "Magneto-optical properties in ultrathin InAs-GaAs quantum wells", Phys.Rev.B, 50, 1604-1610(1994).

[60] A.A. Sirenko, T. Ruf, 'N.N. Ledentsov, A.Yu. Egorov, P.S. Kop'ev, V.M.Ustinov, A.E. Zhukov, " Resonant spin-flip Raman scattering and localized exciton luminescence in submonolayer InAs-GaAs structures", Sol.St.Comm., 97,169-174 (1996).

[61] S.V. Ivanov, A.A. Toropov, T.V. Shubina, S.V. Sorokin, A.V. Lebedev, I.V. Sedova, P.S. Kop'ev, G.R. Pozina, J.P. Bergman, B. Monemar, "Growth and excitonic properties of single fractional monolayer CdSe/ZnSe structures", J.Appl.Phys., 83, 3168-3171 (1998).

[62] J.M. DePuydt, M.A. Haase, S. Gusha, J. Qiu, H. Cheng, B.J. Wu, G.E. Hofler, G. Meis-Haugen, M.S. Hagedorn, P.F. Baude, "Room temperature II-VI lasers with 2.5 mA threshold", J.Cryst.Growth„ 138, 667-676 (1994).

[63] A. Ishibashi, "II-VI blue gVeen light emitters", J.CrystGrowth., 159, 555-565 (1996).

[64] A. Nurmikko, R.L. Gunshor, "Blue and green semiconductor lasers: a status report", Semicond.Sci.Technol., 12,1337-1347 (1997).

[65] D. Wilt, A. Yariv, "A self-consistent static model of the double-heterostructure laser", IEEE J.Quantum Electron., QE-17,1941-1949(1981). > :

[66] "Numerical data and functional relationships in science and technology", Landolt-Bornstein, "Springer" (New York, 1982).

[67] Е.Ф. Гросс, С.А. Пермогоров, Б.Н. Разбирин, "Движение свободных экситонов и их взаимодействие с фононами", ФТТ, 8,1483-1492 (1966).

[68] S.A. Permogorov, "Hot excitons in semiconductors", Phys.Stat.Sol.(b), 68, 9-42 (1975).

[69] C. Benoit a la Guillaume, J.-M. Debever, F. Salvan, "Radiative recombination in highly excited CdS", Phys.Rev., 177, 567-580 (1969).

[70] H. Haug, S. Koch, "On theory of laser action in dense exciton system", Phys.Stat.Sol.(b), 82,531-543 (1977).

[71] C. Klingshrin, H. Kalt, M. Umlauff, W.Petri, F.A. Majumder, S.V. Bogdanov, W. Langbein, M. Grun, M. Hetterich, K.P. Geyzers, M. Heuken, A. Naumov, H. Stanzl, W. Gebhardt, "Stimulated emission of II-VI epitaxial layers", J.Cryst.Growth, 138, 786790 (1994).

[72] Y. Kawakami, I. Hauksson, H. Stewart, J. Simpson, I. Galbraith, K.A. Prior, B.C.Cavenett, "Exciton-related lasing mechanism in ZnSe-(Zn,Cd)Se multiple quantum wells", Phys.Rev.B, 48,11994-12000 (1993).

[73] J.Y. Jen, T. Tsutsumi, I. Souma, Y. Oka, H. Fujiyasu, "Stimulated emission processes in Zni.xCdxSe/ZnSe multiquantum wells", Jpn.J.Appl.Phys., 32, L1542-L1545 (1993).

[74] J.Y. Jen, T. Tsutsumi, I. Souma, Y. Oka, "Variation of stimulated emission processes in Zni.xCdxSe/ZnSe multiquantum wells between 4.2 and 300K", Proc. ICPS 22, World Scientific, Singapore, 1524-1527(1994).

[75] P. Michler, M. Vehse, J. Gutowski, M. Behringer, D. Hommel, M.F. Pereira Jr., K. Henneberger, "Optical gain characteristics and excitonic nonlinearities in II-VI laser diodes", J.Cryst.Growth, 184/185, 575-579 (1998)

[76] R. Chingolani, R. Rinaldi, L. Calcagnile, P. Prete, P. Sciacovelli, L. Tapfer, L. Vanzetti, Guido Mula, F. Bassani, L. Sobra, A. Franciosi, "Recombination mechanisms and lasing

..ft-ife?If, ■ ^,

in shallow Zno.9Cdo.1Se/ZnSe quantum-well structures", Phys.Rev.B, 49, 16769-16772 (1994).

[77] A. Dissel, W. Ebeling, J. Gutowski, B. Jobst, К. Schull, D. Hommel, K. Heimeberger, "Bleaching of excitons in a (Zn,Cd)Se/Zn(S,Se)/(Zn,Mg)(S,Se) laser diodes under lasing conditions", Phys.Rev.B, 52, 4736-4739 (1995).

[78] F.P. Logue, P. Rees, J.F. Heffernan, C. Jordan, J.F. Donegan, J. Hegarty, F. Hiei, A. Ishibashi, "Effect of Coulomb enhancement on optical gain in (Zn,Cd)Se/ZnSe multiple quantum wells", Phys.Rev.B, 54, 16417-16420 (1996).

[79] R. Chingolani, L. Calcagnile, G. Coli, R. Rinaldi, M. Lomoscolo, M. DiDio, A. Franciosi, L. Vanzetti, G.C. LaRocca, D. Campi, "Radiative recombination processes in wide-band-gap II-VI quantum wells: the interplay between excitons and free carriers", J.Opt.Soc.Am.B, 13, 1268-1277 (1996).

[80] J. Ding, H. Jeon, T. Ishihara, M. Hagerott, A.V. Nurmikko, "Excitonic gain and laser emission in ZnSe-based quantum wells", Phys.Rev.Lett., 69, 1707-1710 (1992).

[81] J. Ding, M. Hagerott, T. Ishihara, H. Jeon, A.V. Nurmikko, "(Zn,Cd)Se/ZnSe quantum well lasers: Excitonic gain in an inhomogeneously broadened quasi-two-dimensional system", Phys.Rev.B, 47, 10528-10542 (1993).

[82] "Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры", ред. JI. Ченга и К. Плога, "Мир" (1989).

[83] S.V. Ivanov, S.V. Sorokin, P.S. Kop'ev, J.R. Kim, H.D. Jung, H.S. Park, J.Cryst.Growth, 159,1 (1996).

[84] A. Rosenauer, S. Kaiser, T. Reisinger, J. Zweck, W. Gebhardt, D. Gerthsen, Optik, 102, 63 (1996).

[85] Y.D. Kim, S.L. Cooper, M.V. Klein, Bl.T. Jonker, "Optical characterization of pure ZnSe films grown on GaAs", Appl.Phys.Lett., 62,2387-2389 (1993).

[86] Chris G. Van de Walle,"Band lineups and deformation potentials in the model-solid

♦

theory", Phys.Rev.B, 39-r 1871-1883 (1989).

[87] G. Bastard, "Wave mechanics applied to semiconductor heterostructures", les Editions de Physique, Les Ulis Cedex, France (1991).

[88] R. Chingolani, P. Prete, D. Greco, P.V. Guigno, M. Lomascolo, R. Rinaldi, L. Calcagnile, L. Vanzetti, L. Sobra, A. Franciosi, "Exciton spectroscopy in Zni.xCdxSe/ZnSe quantum wells", Phys.Rev.B, 51, 5176-5183 (1995).

[89] V. Pellegrini, R. Atanasov, A. Tredicucci, F. Beltram, C. Amzulini, L. Sobra, L. Vanzetti, A. Franciosi, "Excitonic properties of Zni_xCdxSe/ZnSe strained quantum wells", Phys.Rev.B, 51, 5171-5175 (1995).

[90] Y. Wu, K. Ichino, Y. Kawakami, S. Fujita, S. Fujita, JpnJ.Appl.Phys., 31, 1737-1744 (1992).

[91] H.J. Lozykowski, V.K. Shastri, "Excitonic and Raman properties of ZhSe/Zn].xCdxSe strained-layer quantum wells", J.Appl.Phys., 69, 3235-3242 (1991).

[92] F.Liaci, P. Bigenwald, O. Briot, B.Gil, N. Briot, T. Cloitre, R.L. Aulombard, "Band offsets and exciton binding energies in Zni_xCdxSe-ZnSe quantum wells grown by metal-organic vapor-phase epitaxy", Phys.Rev.B, 51, 4699-4701 (1995).

[93] R. Chingolani, M. DiDuo, M. Lomascolo, R. Rinaldi, P. Prete, L. Vasanelli, L. Vanzetti, F. Bassani, A. Bonanni, L. Sobra, A. Franciosi, "Photocurrent spectroscopy of Zni„xCdxSe/ZnSe quantum wells in p-i-n heterostructures", Phys.Rev.B, 50, 12179-12182(1994).

[94] S.J. Hwang, W. Shan, J.J.Song, Z.Q. Zhu, T.Yao, "Effect of hydrostatic pressure on strained CdSe/ZnSe single quantum wells", Appl.Phys.Lett, 64,2267-2269 (1994).

[95] Л.Д. Ландау, E.M. Лнфшнц, "Квантовая механика (нерелятивистская теория)", М:Наука (1989).

[96] I.E. Itskevich, М. Henini, Н.А. Carmona, L. Eaves, P.C. Main, D.K. Maude, J.C. Portal, "Photoluminescence spectroscopy of self-assembled InAs quantum dots in strong magnetic field and under high pressure", Appl.Phys.Lett., 70, 505-507 (1997).

[97] G.D. Sanders, Y.-C. Chang, "Effect of band hybridization on exciton states in GaAs-AlxGai_xAs quantum wells", Phys.Rev.B, 32, 5517-5520 (1985).

[98] G.D. Sanders, Y.-C. Chang, "Theory of photoabsorption in modulated doped semiconductor quantum wells", Phys.Rev.B, 35,1300-1315 (1987).

[99] M.Grundmann D. Bimberg, "Anisotropy effects on excitonic properties in realistic quantum wells", Phys.Rev.B, 38, 13486-13489 (1988).

[100] V. Voiotis, R. Grousson, P. Lavalard, R. Planel, "Binding energies and oscillator strengths of excitons in thin GaAs/GaojAlojAs quantum wells", Phys.Rev.B, 52, 10725-10728 (1995).

[101] R. Dahmani, L. Salamanca-Riba, N.V. Nguyen, D. Chandler-Horowitz, B.T. Jonker, "Determination of the optical constants of ZnSe films by spectroscopic ellipsometry", J.Appl.Phys., 76, 514 (1994).

[102] Л.Д. Ландау, E.M. Лифшиц, "Электродинамика сплошных сред", М:Наука (1992).

[103] Zh.I. Alferov, S.V. Ivanov, P.S. Kop'ev, A.V. Lebedev, N.N. Ledentsov, M.V. Maximov, I.V. Sedova, T.V. Shubina, A.A. Toropov, "Exciton-induced enhancement of optical waveguide confinement in (Zn,Cd)(S,Se) quantum well laser heterostructures", Superlattices and Microstructures, 15, 65-68 (1994).

[104] "Волноводная оптоэлектроника", ред. Т. Тамира, "Мир" (1991).

[105] D.B. Hall, С. Yeh, "Leaky waves in a heteroepitaxial film", J.Appl.Phys., 44, 2271-2274 (1973).

[106] G.Ya. Slepyan, S.A. Maksimenko, V.P. Kalosha, J. Herrmann, N.N. Ledentsov, I.L. Krestnikov, Zh.I. Alferov, D. Bimberg, Phys.Rev.Lett., to be published (1998).

[107] K. Kondo, M. Ukita, H/Yoshida, Y. Kishida, H. Okuyama, S. Ito, T. Ohata, K. Nakano, A. Ishibashi, "A study of internal absorption in Zn(Cd)Se/ZnMgSSe semiconductor lasers", J.Appl.Phys., 76 (1994), 2621

[108] D. Bimberg, N. Kirstaedter, N.N. Ledentsov, Zh.I. Alferov, P.S. Kop'ev, V.M. Ustinov, "InGaAs-GaAs quantum dot lasers", IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 3,196 (1997).

[109] A. Tsujimura, Sh. Yoshii, Sh. Hayashi, K. Ohkawa, Ts. Mitsuyu, "Cavity parameters of ZnCdSe/ZnSe single-quantum-well separate-confmement-heterostructure laser diodes", JpnJ.Appl.Phys., 32, L1750-L1752 (1993).

[110] A. Jakobs, D. Hommel, G. Landwehr, "Optimization of the waveguide properties for ZnSe laser diodes", J.Cryst.Growth, 159,623-627 (1996).

[111] J.F. Donegan, C.Jordan, P.Rees, F. Logue, J.F. Hefferman, J. Hegarty, "A study of internal losses in CdZnSe/ZnSe multiple quantum well materials", J.Cryst.Growth, 159, 653-656(1996).

[112] M. Asada, A. Kameyama, Y. Suematsu, IEEE J.Quant. Electr., 20, 745 (1984).

[113] L.V. Asryan, R.A. Suris, "Inhomogeneous line broadening and the threshold current density of a semiconductor quantum dot laser", Semicond.Sci.Technol., 11, 554-567 (1996).

[114] M. Grundmann, D. Bimberg, "Theory of random population for quantum dots", Phys.Rev.B, 55, 9740-9756 (1997).

[115] G.N. Aliev, A.D. Andreev, R.M. Datsiev, S.V. Ivanov, S.V. Sorokin, A.B. Kapustina, I.L. Krestnikov, M.E. Sasin, R.P. Seisyan, J.Cryst.Growth, 184/185, 315-319 (1998).

[116] N.N. Ledentsov, V.M.Ustinov, Zh.I. Alferov, D. Bimberg, V.P. Kaiosha, J. A. Lott, "Influence of gain spectrum on cavity modes in quantum dot vertical cavity lasers", Abstracts of the 24th Int. Conf. on the Physics of Semiconductors, Jerusalem, Israel, August 2-7,1998.