Спектроскопия возбужденных электронных состояний в квантово-размерных гетероструктурах InGaAs/GaAs тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, кандидат физико-математических наук Ревин, Дмитрий Геннадьевич

• Ревин, Дмитрий Геннадьевич
• кандидат физико-математических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Ревин, Дмитрий Геннадьевич

Содержание

стр.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Гетероструктуры 1пхОа1_хА8/ОаА8 с квантовыми

ямами и квантовыми точками (Обзор литературы)

ГЛАВА 2. Исследование межзонных переходов в гетерост-

руктурах ГпОаАз/ОаАз

2.1. Экспериментальная установка

2.2. Фотолюминесценция одиночных квантовых ям ТпОаАзЮаАз

2.3. Фотолюминесценция квантовых ям ЫваАз/СаАз с высокой концентрацией фотоносителей

2.4. Фотолюминесценция гетероструктур 1пхОа1.хАз/ ваАэ с квантовыми точками

2.5. Особенности фотолюминесценции квантовых ям ГпОаАэ/ОаАз, расположенных в диэлектрическом волноводе

ГЛАВА 3. Исследование горячих дырок в гетероструктурах

ЬпСаАБ/ваАз с квантовыми ямами

3.1. Методы измерений, экспериментальная установка и основные параметры исследуемых образцов

3.2. Спонтанное внутризонное излучение селективно-легированных гетероструктур 1пОаАз/ОаАз с квантовыми ямами в сильных электрических полях

3.3. Фотолюминесценция селективно легированных гетероструктур ГпОаАзЛЗаАБ р-типа с квантовыми ямами в сильных электрических полях

3.4. Метод модуляции межзонного пропускания для исследования функции распределения горячих дырок и пространственного переноса носителей в гетероструктурах 1пОаАз/ОаА8 р-типа с квантовыми ямами

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Спектроскопия возбужденных электронных состояний в квантово-размерных гетероструктурах InGaAs/GaAs»

Введение

Диссертационная работа посвящена спектроскопическим исследованиям гетероструктур ЫхОа^Аз/ваАБ с квантовыми ямами и массивами квантовых точек в условиях сильного возбуждения, возникающего в результате оптической накачки с большой плотностью потока излучения, либо в условиях приложения к образцу сильных продольных электрических полей.

Актуальность темы.

Успехи в изучении низкоразмерных полупроводниковых гетероструктур в значительной степени связаны с развитием методов диагностики подобных объектов. Целью диагностики низкоразмерных гетероструктур является определение их фундаментальных параметров и характеристик: энергетического спектра, ширины запрещенной зоны, толщин и состава гетеросло-ев и др.

Наиболее развиты оптические методы диагностики низкоразмерных гетероструктур: спектроскопия фотолюминесценции, возбуждения фотолюминесценции, отражения и поглощения света, а также фотопроводимости. Из них в настоящее время одной из наиболее широко применяемых является спектроскопия фотолюминесценции, дающая информацию об энергетическом спектре носителей, морфологии и качестве гетерограниц, напряжениях и дефектах в квантовых ямах и др.

Обычно условия наблюдения фотолюминесценции гетероструктур таковы, что концентрация фотовозбужденных носителей не превышает 11 2

10 см" . При этом фотоносители лишь частично заполняют основные электронные и дырочные состояния в низкоразмерном слое. Поэтому методом фотолюминесценции чаще всего наблюдают только излучение, соответствующее основным переходам в низкоразмерном слое. Более полную информацию о низкоразмерных объектах можно извлечь при большом уровне оптического возбуждения, когда происходит заполнение фотоносителями возбужденных состояний размерного квантования. Такие измерения могут дать

информацию не только о значениях энергии уровней, но и об особенностях комбинированной плотности электронных состояний, что является важным для идентификации низкоразмерных объектов.

В настоящее время интенсивно развиваются исследования неравновесных явлений в полупроводниковых гетероструктурах с квантовыми ямами, направленные на поиск возможностей создания внутризонной инверсии населенности и лазерной генерации на внутризонных оптических переходах. Эти исследования уже привели к созданию новых источников когерентного излучения среднего инфракрасного диапазона: каскадных (работающих при вертикальном транспорте) и фонтанных (работающих при оптической накачке) лазеров.

Среди возможных механизмов создания инверсии обсуждается перераспределение носителей по энергетическим состояниям в условиях пространственного переноса горячих носителей из квантовых ям в вышележащие состояния с более низкой подвижностью (барьерные слои, или вышележащие подзоны в туннельно связанных квантовых ямах) в сильных продольных электрических полях. В этой связи особый интерес представляют исследования оптическими методами явлений разогрева носителей в условиях пространственного переноса в напряженных гетероструктурах 1пхОа1_хА8/ОаА8 р-типа с квантовыми ямами и 5-легированными барьерами в сильных продольных электрических полях.

Основные цели работы:

1. Идентификация массивов квантовых точек в гетероструктурах 1пхОа1_хА8/ОаА8 оптическими методами.

2. Экспериментальное выявление условий возникновения и характеристик сверхлюминесцентного излучения в гетероструктурах ТпваАз/СаАз с одиночной квантовой ямой, расположенной в диэлектрическом волноводе 1пваР/ОаАзЛпОаР.

3. Исследование спонтанного внутризонного излучения и пространственного переноса носителей в селективно легированных гетероструктурах

1пОаАз/ОаА8 р-типа. Определение по спектрам фотолюминесценции и модуляции пропускания в сильных электрических полях изменения функции распределения горячих дырок в селективно легированных гетероструктурах 1п-ваАзАЗаАз р-типа.

Научная новизна работы

1. Показана возможность использования метода спектроскопии фотолюминесценции с большим уровнем возбуждения для исследования комбинированной электронной плотности состояний в гетероструктурах 1пхОа1_хАз/ОаА8 с массивами квантовых точек.

2. Путем спектроскопии суперлюминесцентного излучения с оптической накачкой исследована анизотропия оптических потерь в структурах с квантовой ямой ¡пваАзАлаАз, встроенной в диэлектрический волновод МаР/СаАз/МаР.

3. Впервые проведены исследования спонтанного внутризонного инфракрасного излучения, фотолюминесценции и модуляции пропускания горячих носителей в гетероструктурах ГгЮаАз/ОаАз р-типа с квантовыми ямами и 5-легированными барьерами.

Практическая ценность работы.

1. Развит фотолюминесцентный метод диагностики гетероструктур с квантовыми ямами, расположенными в диэлектрическом волноводе, при большом уровне оптического возбуждения для исследования анизотропии оптических потерь в диэлектрическом волноводе.

2. Разработан метод модуляции пропускания света для исследования функции распределения горячих носителей в квантовых ямах в сильных продольных электрических полях.

Основные положения выносимые на защиту:

1. Метод фотолюминесценции при большом уровне возбуждения (до 6 2

10 Вт/см ) позволяет определить наличие массивов квантовых точек в полупроводниковых гетероструктурах 1пхОа].хА8/ОаА8.

2. При большом уровне оптического возбуждения (> 104 Вт/см2) в квантовых ямах ¡п^а^АБ/СаАз (х ~ 0.2) шириной -10 нм, расположенных в диэлектрическом волноводе ХпхСа^хР/ОаАзЛпхОаьхР (х ~ 0.486), в направлении, перпендикулярном плоскости слоев, возникает сильно поляризованное сверхлюминесцентное излучение. Преимущественное направление вектора электрического поля сверхлюминесценции совпадает с направлением наименьших оптических потерь диэлектрического волновода.

3. В селективно легированных гетероструктурах ТпваАз/ ОаАз р-типа в сильных продольных электрических полях осуществляется пространственный перенос носителей из квантовых ям в барьерные слои ваАэ, который наблюдается по насыщению вольт-амперных характеристик, по немонотонным зависимостям интенсивности спонтанного внутризонного излучения и интенсивности фотолюминесценции от величины электрического поля, а также по модуляции межзонного пропускания света.

4. Исследование модуляции межзонного пропускания света позволяет определить эффективную температуру и изменения функции распределения горячих дырок в квантовых ямах в селективно легированных гетероструктурах ГпОаАз/ОаАБ р-типа при продольном транспорте носителей в случае, когда край первой дырочной подзоны располагается заметно выше уровня акцепторов в ваАз.

Публикации и апробация результатов работы. Основные результаты диссертации опубликованы в работах [А1-АЗЗ] и докладывались на 2 и 3 Российских конференциях по физике полупроводников (Зеленоград, 1996, Москва, 1997), Международных симпозиумах «Наноструктуры: физика и технология» (Репино, 1994, 1996, 1997, 1998), 23 Международном симпозиуме по полупроводниковым соединениям (С.Петербург, 1996), Всероссийском совещании «Нанофотоника» (Нижний Новгород, 1999), 1 Международном симпозиуме по изготовлению и характеризации полупроводников с помощью лазеров (Штутгарт, Германия, 1994), 12 Международной конференции по электронным свойствам двумерных систем (ЕР208-12) (Токио, Япо-

ния, 1997), Международном симпозиуме по исследованию полупроводниковых приборов (Шарлоттесвилль, США, 1997), 12 Международной конференции по динамике неравновесных носителей в полупроводниках (HCIS-12) (Берлин, Германия, 1997), Международной конференции по сверхрешеткам, микроструктурам и микроприборам (Линкольн, США, 1997), 8 и 10 Международных симпозиумах по сверх быстрым явлениям в полупроводниках (Вильнюс, Литва, 1993, 1998), 25 Международном симпозиуме по полупроводниковым соединениям (Нара, Япония, 1998), 24 Международной конференции по физике полупроводников (Иерусалим, Израиль, 1998), а также на внутренних семинарах ИПФ РАН и ИФМ РАН.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 33 печатные работы, в том числе 19 статей в научных журналах и 14 тезисов докладов и трудов конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Объем диссертации составляет 150 страниц, включая 92 страницы основного текста, 42 рисунка, размещенных на 41 странице, и список литературы, который содержит 110 наименований и размещен на 13 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обоснована актуальность темы исследований, показана ее научная новизна и практическая значимость, сформулированы цели работы, представлены сведения о структуре и содержании работы, а также приведены положения, выносимые на защиту.

В Главе 1 проведен литературный обзор современного состояния исследований структур на основе InGaAs/GaAs, приведены данные о параметрах зонной структуры, электрофизические и оптические свойства. Приведен обзор работ, посвященных исследованию фотолюминесценции этих гетеро-структур при различных уровнях оптического возбуждения. Проанализировано состояние работ, посвященных исследованию горячих носителей в

структурах с тройными соединениями на основе ОаАэ, а также оптических свойств квантовых точек 1пОаАэ. Приведено краткое описание особенностей технологии роста исследуемых гетероструктур.

В Главе 2 описана экспериментальная установка для исследования гетероструктур методами спектроскопии фотолюминесценции при различных мощностях возбуждающего лазера, фотолюминесценции возбуждения, фотопроводимости. Представлены результаты исследования особенностей фо-

6 2

толюминесценции при больших мощностях возбуждения (до 10 Вт/см ) гетероструктур с одиночной квантовой ямой 1пОаАзЛЗаА8, структур с массивами квантовых точек ГпАз/СаАз, а также структур, содержащих квантовую яму ¡пваАз/СаАз, расположенную в диэлектрическом волноводе 1пОаР/ ОаАзЛгЮаР.

Глава 3 посвящена исследованию процессов разогрева дырок в гете-роструктурах ¡пОаАз/ОаАБ р-типа с квантовыми ямами и селективно легированными барьерами. В данной главе представлены результаты исследования межзонных и внутризонных оптических переходов в селективно-легированных гетероструктурах ЫОаАзЛЗаАБ р-типа с квантовыми ямами при продольном (латеральном) транспорте носителей в сильных электрических полях.

В Заключении кратко сформулированы основные результаты, полученные в работе.

Заключение диссертации по теме «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника на квантовых эффектах», Ревин, Дмитрий Геннадьевич

Заключение

Сформулируем основные результаты работы.

1.Методом спектроскопии фотолюминесценции при большом уровне

6 2 возбуждения (до 10 Вт/см ) в гетероструктурах 1пхОа1хАз/ОаА8 (х > 0.15) с одиночными квантовыми ямами шириной от 8 до 13 нм и массивами квантовых точек выявлены особенности комбинированной электронной плотности состояний - ступенчатый и гауссовский характер - для квантовых ям и массивов квантовых точек соответственно.

2.0бнаружено сильно поляризованное сверхлюминесцентное излучение одиночной квантовой ямы 1пхОа1.хАз/ОаАз (х ~ 0.2) шириной -10 нм, расположенной в диэлектрическом волноводе 1пхСа,хР/СаА5/1пхСа1хР (х -0.486), возникающее при больших уровнях оптического возбуждения (>

4 2

10 Вт/см ). Преимущественное направление вектора электрического поля сверхлюминесценции совпадает с выявленным направлением наименьших оптических потерь диэлектрического волновода. Излучение наблюдалось в направлении, перпендикулярном плоскости слоев.

На основании этого, предложен экспресс метод определения направления наименьших оптических потерь в гетероструктурах с квантовыми ямами.

3.Обнаружена немонотонная зависимость спонтанного внутризонного излучения среднего инфракрасного диапазона гетероструктур 1пОаАз/ОаАз р-типа с квантовыми ямами и 8-легированными барьерами в продольных электрических полях до 2 кВ/см. Падение интенсивности излучения в электрических полях > 1.5 кВ/см объясняется пространственным переносом носителей из квантовых ям в барьерные слои ОаАБ.

4.Методами модуляции электрическим полем пропускания света вблизи фундаментального поглощения и фотолюминесценции зарегистрировано изменение эффективной температуры горячих носителей и их концентрации в квантовых ямах 1пОаАз/ОаАз в гетероструктурах р-типа с 5легированными барьерами. Показано, что при температуре решетки 4.2 К в продольных электрических полях ~ 2 кВ/см эффективная температура горячих дырок в квантовых ямах достигает 120 К. Уход дырок из квантовых ям в барьерные слои начинается в электрических полях ~ 100 В/см.

В заключение считаю своим приятным долгом выразить благодарность моим научным руководителям Красильнику Захарию Фишелевичу и Алеш-кину Владимиру Яковлевичу за внимание, чуткое руководство и интересные научные дискуссии при выполнении данной работы. Также хочу выразить признательность Гавриленко Владимиру Изяславовичу за неоценимую помощь и поддержку в постановке и обсуждении результатов экспериментов по горячим носителям.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Ревин, Дмитрий Геннадьевич, 1999 год

Список литературы

Список опубликованных работ по теме диссертации

[А1]. В.Я.Алешкин, Д.М.Гапонова, С.А.Гусев, В.М.Данильцев, З.Ф.Красильник, А.В.Мурель, Л.В.Парамонов, Д.Г.Ревин, О.И.Хрыкин, В.И.Шашкин, Характеризация электрофизическими и оптическими методами гетероструктур GaAs/InxGai_xAs с квантовыми точками // ФТП, 1998 Т.32, СС.111-116.

[А2]. V.Ya.Aleshkin, B.N.Zvonkov, Z.F.Krasil'nik, D.G.Revin, Photoluminescence from highly excited quantum well // Lithuanian Journal of Physics, 1992, V.32, N.5 Suppl., PP. 13-14.

[A3]. В.Я.Алешкин, З.Ф.Красильник, Д.Г.Ревин, Фотолюминесценция из квантовой ямы с высокой концентрацией фотоносителей // ФТП, 1993, Т.27, В.7, СС.1190-1193.

[А4]. V.Ya.Aleshkin, S.A.Gusev, V.M.Danil'tsev, M.N.Drozdov, O.I.Khrykin, Z.F.Krasil'nik, L.V.Paramonov, D.G.Revin, V.I.Shashkin, Quantum well and quantum dots in GaAs/InxGai.xAs heterostructures // Abstracts of International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", St.Petersburg, Russia, 1996, P.148-150.

[А5]. В.Я.Алешкин, Д.М.Гапонова, С.А.Гусев, В.М.Данильцев, З.Ф.Красильник, А.В.Мурель, Л.В.Парамонов, О.И.Хрыкин, В.И.Шашкин, Квантовые точки в гетероструктурах GaAs/InGaAs: развитие технологии роста и методов диагностики // Тезисы докладов 3 Всероссийской конференции по физике полупроводников, 1997, Москва, с.62.

[А6]. V.Ya.Aleshkin, S.A.Gusev, V.M.Danil'tsev, M.N.Drozdov, O.I.Khrykin, Z.F.Krasil'nik, D.G.Revin, V.I.Shashkin, Optical diagnostics of quantum dots in GaAs/InxGai_xAs heterostructures // Phys.Low-Dim.Structur. 1998, V.l/2, PP.143-148.

[А7]. V.Ya.Aleshkin, V.M.Danil'tsev, O.I.Khrykin, Z.F.Krasil'nik, D.G.Revin, V.I.Shashkin, Optical diagnostics of quantum dots in GaAs/InxGai-xAs heterostructures. // Advanced Electronic Technologies and Systems Based on Low-Dimensional Devices" Edited by M.Balkanski and N.Andreev NATO ASI Series, 1998, V.42, N3, PP.65-66.

[А8]. V.Ya.Aleshkin, S.A.Ahlestina, B.N.Zvonkov, N.B.Zvonkov, E.P.Lin'kova, I.G.Malkina, Yu.N.Safyanov, D.G.Revin, Polarization of superluminescence from quantum well // Abstracts of International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology" St.Petersburg, Russia, 1994, P.48.

[А9]. D.G.Revin and V.Ya.Aleshkin, Narrowing of photo luminescence line from single quantum well under high excitation levels // Material Science Forum, 1995, V.173-174, PP.227-230.

[А10]. В.Я.Алешкин, С.А.Ахлестина, Б.Н.Звонков, Н.Б.Звонков, Е.Р.Линькова, И.Г.Малкина, Ю.Н.Сафьянов, Д.Г.Ревин, Поляризация сверхлюминесценции и анизотропия оптических потерь в волноводной структуре InGaP/GaAs/InGaAs // ФТП, 1995, Т.29, В.4, СС.590-598. [All]. С.В.Гапонов, В.Ф.Дряхлушин, В.А.Миронов, Д.Г.Ревин, Исследование фотолюминесценции и модификации гетероструктур InGaP/GaAs/InGaAs методами сканирующей ближнепольной микроскопии // Письма в ЖТФ, 1997, Т.23, В.16, СС.20-25.

[А12]. С.В.Гапонов, В.Ф.Дряхлушин, В.Л.Миронов, Д.Г.Ревин, Исследование фотолюминесценции и модификации полупроводниковых гетероструктур методами сканирующей ближнепольной микроскопии // Тезисы докладов 3 Всероссийской конференции по физике полупроводников, 1997, Москва, С.268.

[А13]. Д.Г.Волгунов, С.В.Гапонов, В.Ф.Дряхлушин, А.Ю.Климов,

A.Ю.Лукьянов, В.Л.Миронов, А.И.Панфилов, А.А.Петрухин, Д.Г.Ревин,

B.В.Рогов, Сканирующий комбинированный ближнепольный оптический / туннельный микроскоп // Приборы и техника эксперимента, 1998, N2, С. 132137.

[А 14]. В.Я.Алешкин, А.А.Андронов, А.В.Антонов, Н.А.Бекин, В. И.Гаврил енко,, Б.Н.Звонков, Е.Р.Линькова, И.Г.Малкина, Д.Г.Ревин, Е.А.Ускова, ИК излучение горячих дырок при пространственном переносе в селективно легированных гетероструктурах InGaAs/GaAs с квантовыми ямами // Письма в ЖЭТФ, 1996, Т.64, В.7, СС.478-482.

[А15]. V.Ya.Aleshkin, A.A.Andronov, A.V.Antonov, N.A.Bekin, V.I.Gavrilenko, E.R.Lin'kova, I.G.Malkina, D.G.Revin, E.A.Uskova B.N.Zvonkov, Infrared emission of hot holes in strained MQW heterostructures InGaAs/GaAs under real space transfer // Abstracts of International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", St.Petersburg, Russia, 1996, P.443-446.

[А16]. V.Ya.Aleshkin, A.A.Andronov, A.V.Antonov, N.A.Bekin, I.V.Erofeeva, V.I.Gavrilenko, O.A.Kuznetsov, E.R.Lin'kova, I.G.Malkina, M.D.Moldavskaya, D.G.Revin, E.A.Uskova B.N.Zvonkov, Hot holes in strained MQW heterostructures InGaAs/GaAs and Ge/GeSi // Inst. Phys. Conf. Ser. No 155: Chapter 2, P.61-64, Proceeding of 23rd International Symposium on Compound Semiconductors, St.Petersburg, Russia, 1996.

[А17]. В.Я.Алешкин, А.В.Антонов, Н.А.Бекин, В.И.Гавриленко, И.В.Ерофеева, Б.Н.Звонков, З.Ф.Красильник, О.А.Кузнецов, М.Д.Молдавская, Д.Г.Ревин, Горячие дырки в напряженных гетероструктурах Ge/GeSi и InGaAs/GaAs с квантовыми ямами // Тезисы докладов 2 Российской конференции по физике полупроводников, 1996, Т. 1, С. 170. [А18]. V.I.Gavrilenko, V.Ya.Aleshkin, A.A.Andronov, A.V.Antonov, N.A.Bekin, B.N.Zvonkov, I.G.Malkina, D.G.Revin, E.A.Uskova, IR Radiation from Hot Holes in MQW InGaAs/GaAs Heterostructures under Real Space Transfer // Phys.Stat.Sol.(b) 1997 V.204, P.178.

[А19]. V.Ya.Aleshkin, A.A.Andronov, A.V.Antonov, N.A.Bekin, V.I.Gavrilenko, D.G.Revin, E.R.Lin'kova, I.G.Malkina, E.A.Uskova, B.N.Zvonkov Infrared emission of hot holes in strained multi-quantum-well heterostructures InGaAs/GaAs under real space transfer. // Advanced Electronic Technologies and Systems Based on Low-Dimensional Devices" NATO ASI Series, N3, 1998, V.42, P.97-98.

[A20]. V.Ya.Aleshkin, A.A.Andronov, A.V.Antonov, N.A.Bekin, V.I.Gavrilenko,

D.G.Revin, I.G.Malkina, E.A.Uskova, B.N.Zvonkov Far-infrared emission and possibility of population inversion of hot holes in MQW InGaAs/GaAs het-erostructures under real space transfer. // Physica B, 1998, V.249-251, P.971-975. [A21]. V.Aleshkin, A.Andronov, A.Antonov, N.Bekin, A.Gavrilenko, V.Gavrilenko, A.Korotkov, I.Malkina, D.G.Revin, E.Uskova, B.Zvonkov, W.Knap, C.Skierbiszewski, J.Lusakowski. Far infrared emission and population inversion of hot holes in MQW InGaAs/GaAs heterostructures excited at lateral transport. // Extended Abstracts of 25th International Symposium on Compound Semiconductors, October, 1998 Nara, Japan, We3B-4.

[A22]. V.Ya.Aleshkin, A.A.Andronov, A.V.Antonov, N.A.Bekin V.I.Gavrilenko, A.V.Muravjev, S.G.Pavlov, V.N.Shastin, B.N.Zvonkov, I.G.Malkina, D.G.Revin,

E.A.Uskova, Far Infrared Emission and Absorption (Amplification) under Real Space Transfer and Population Inversion in Shallow Multi-Quantum-Wells // Phys.Stat.Sol.(b) 1997, V.204, P.563.

[A23]. V.Ya.Aleshkin, A.A.Andronov, A.V.Antonov, N.A.Bekin, V.I.Gavrilenko, E.R.Lin'kova, I.G.Malkina, D.G.Revin, E.A.Uskova B.N.Zvonkov, Population inversion and IR emission under real space transfer in selectively doped MQW's: prospect for a new source // Inst. Phys. Conf. Ser. No 155: Chapter 2, p. 149-152, Proceeding of 23rd International Symposium on Compound Semiconductors, St.Petersburg, Russia, 1996.

[A24]. V.Ya.Aleshkin, A.A.Andronov, A.V.Antonov, N.A.Bekin V.I.Gavrilenko, A.V.Muravjev, S.G.Pavlov, D.G.Revin, V.N.Shastin E.Lin'kova, B.N.Zvonkov, I.G.Malkina, E.A.Uskova Real Space Transfer in delta-doped MQW System: Universal Mechanism of Far and Mid IR Lasing // Proceedings of 1997 International Semiconductor Device Research Symposium, USA, December 1997, P.263-271.

[A25]. V.Ya.Aleshkin, A.A.Andronov, A.V.Antonov, N.A.Bekin, V.I.Gavrilenko, D.G.Revin, I.G.Malkina, E.A.Uskova, B.N.Zvonkov, W.Knap, C.Skierbiszewski, J.Lusakowski, S.Komiyama Far infrared emission and possibility of population

inversion of hot holes in MQW InGaAs/GaAs heterostructures under real space transfer // Proceedings of 6th Int. Symposium «Nanostructures: Physics and Technology», St.Petersburg, Russia, 1998, P. 160-163.

[А26]. V.Ya.Aleshkin, A.A.Andronov, A.V.Antonov, N.A.Bekin, V.I.Gavrilenko, I.G.Malkina, E.A.Uskova, B.N.Zvonkov, W.Knap, C.Skierbiszewski, J.Lusakowski «Far infrared emission and population inversion of hot holes in MQW InGaAs/GaAs heterostructures under real space transfer» // Materials Science Forum, 1999, V.297-298, PP.261-264.

[А27]. V.Ya.Aleshkin, A.A.Andronov, D.M.Gaponova, V.I.Gavrilenko, D.G.Revin, B.N.Zvonkov, I.G.Malkina, E.A.Uskova, Lateral electric field effects on photoluminescence from InGaAs/GaAs heterostructures // Proceedings of International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology: 97", St.Petersburg, Russia, 1997, P. 141 -143.

[А28]. V.Ya.Aleshkin, A.A.Andronov, D.M.Gaponova, V.I.Gavrilenko,

D.G.Revin, B.N.Zvonkov, I.G.Malkina, E.A.Uskova, Photoluminescence from MQW InGaAs/GaAs Heterostructures under Real Space Transfer // Phys.Stat.Sol.(b), 1997, V.204, P. 184.

[А29]. В.Я.Алешкин, А.А.Андронов, А.В.Антонов, Н.А.Бекин, Д.М.Гапонова, В.И.Гавриленко, Д.Г.Ревин, Б.Н.Звонков, И.Г.Малкина,

E.А.Ускова, А.В.Гавриленко, Фотолюминесценция из гетероструктур р-InGaAs/GaAs в условиях пространственного переноса носителей // Тезисы докладов 3 Всероссийской конференции по физике полупроводников, 1997, Москва, С.235.

[АЗО]. V.Ya.Aleshkin, A.A.Andronov, A.V.Antonov, D.M.Gaponova, V.I.Gavrilenko, D.G.Revin, I.G.Malkina, E.A.Uskova, B.N.Zvonkov «Optical phenomena under hole heating and real space transfer in p-type InGaAs/GaAs MQW heterostructures» // Materials Science Forum, 1999, V.297-298, PP.37-40. [А31]. V.Ya.Aleshkin, A.A.Andronov, A.V.Antonov, D.M.Gaponova, V.I.Gavrilenko, I.G.Malkina, E.A.Uskova, B.N.Zvonkov, Investigation of hot hole distribution and real space transfer by interband absorption in p-type

InGaAs/GaAs MQW heterostructures // Proceedings of 6th Int. Symposium «Nanostructures: Physics and Technology», St.Petersburg, Russia, 1998, PP.168-171.

[А32]. V.Ya.Aleshkin, A.A.Andronov, A.V.Antonov, D.M.Gaponova, V.I.Gavrilenko, I.G.Malkina, E.A.Uskova, B.N.Zvonkov, Investigation of hot hole distribution and real space transfer by optical methods in p-type InGaAs/GaAs MQW heterostructures // Abstracts of the 24th International Conference on the Physics of Semiconductors, Jerusalem, Israel, 1998, V.2, Th-P54. [АЗЗ]. В.Я.Алешкин, А.А.Андронов, А.В.Антонов, Д.М.Гапонова, В.И.Гавриленко, Д.Г.Ревин, Б.Н.Звонков, Е.А.Ускова. Функция распределения горячих дырок и пространственный перенос носителей в гетерострукту-рах InGaAs/GaAs р-типа с квантовыми ямами. // Материалы Совещания «Нанофотоника», Н.Новгород, 1999, С. 109-113.

Список цитируемой литературы

[1]. S.Niki, C.L.Lin, W.S.С.Chang and H.H.Wieder, // Appl.Phys.Lett., 1989, V.55, N.13.

[2]. М.Херман Полупроводниковые сверхрешетки, М.:Мир, 1989, 238с.

[3]. А.Я.Шик Двумерные электронные системы. СП ГТУ, 1993.

[4]. Shawn-Yu Lin, H.P.Wei and D.C.Tsui, Cyclotron mass of two-dimensional holes in strained-layer GaAs/Ino^Gao.sAs/GaAs quantum well structures // Appl.Phys.Lett., 1995, V.67, N.15, PP.2170-2172.

[5]. S.Y.Lin, C.T.Liu and D.C.Tsui, E.D.Jones and L.R.Dawson Cyclotron resonance of two-dimensional holes in strained-layer quantum well structure of (100) InGaAs/GaAs // Appl.Phys.Lett., 1989, V.55, N.7, PP.666-668.

[6]. T.G.Andersson, Z.G.Chen, V.D.Kulakovskii, A.Uddinn and J.T.Vallin, // Appl.Phys.Lett., 1987, V.48,N.10.

[7]. J.W.Watthews and A.E.Blakeslee, // J.Cryst.Growth, 1974, V.27, P.l 18.

[8]. I.J.Fritz, T.J.Drumnoud, G.C.Osbourn, J.E.Schirber and E.D.Jones, // Appl.Phys.Lett., 1986, V.48, P. 1678.

[9]. A.W.Leitch and H.L.Ehlers The characterization of GaAs and AlGaAs by photoluminescence // Infrared Phys. 1988, V.28, N.6, PP.433-440.

[10]. K.F.Huang, K.Tai, S.N.G.Chu and A.Y.Cho, Optical studies of InxGai_xAs/GaAs strained-layer quantum wells // Appl.Phys.Lett., 1989, V.54, PP.2026-2028.

[11]. D.Gershoni, J.M.Vandenberg, S.N.G.Chu, H.Temkin, T.Tanbun and R.A.Logan «Excitonic transitions in strained-layer InGaAs/GaAs quantum wells» //Phys.Rev.B., 1989, V.40,N.14, PP. 10017-10020.

[12]. H.Q.Hou, Y.Segawa, Y.Aoyagi and S.Namba Exciton binding energy in InxGai_xAs/GaAs strained quantum wells // Phys.Rev.B, V.42, N.2, PP. 1284-1289.

[13]. K.J.Moore, G.Duggan, K.Woodbridge and C.Roberts Observations and calculations of the exciton binding energy in (In,Ga)As/GaAs strained-quantum-well heterostructure // Phys.Rev.B, V.41, N.2, PP. 1090-1094.

[14]. L.V.Butov, V.D.Kulakovskii and T.G.Andersson, Many-body effects of a dense two-dimensional electron-hole system in a strained InxGai_xAs quantum well // Phys.Rev.B, 1990, V.44, N.4, PP. 1692-1698.

[15]. G.Trancle, E.Lanch, A.Forchel, F.Scholz, // Phys.Rev.B, 1987, V.36, PP.6712.

[16]. G.Bongiovanni, J.L.Staehly, // Phys.Rev.B, 1989, V.39, P.8359.

[17]. E.Lach, G.Lehr, A.Forchel, K.Ploog, G.Weimann, // Surf.Sci., 1990, V.228, P.168.

[18]. I.N.Stranski and L.Von Krastanow, // Akad.Wiss.Lit.Mainz Math. Naturwiss. Kl. lib, 1939, V.146, P.797.

[19]. Y.Marzin, J.M.Gerard, A.Izrael, D.Barrier and G.Bastard "Photoluminescence of Single InAs Quantum dots Obtained by Self-Organized Growth on GaAs", // Phys.Rev.Lett., 1994, V.73, P.716.

[20]. H.Lipsanen, M.Sopanen and J.Ahopelto, Luminescence from excited states in strain-induced InxGa]_xAs quantum dots // Phys.Rev.B., 1995, V.51, N.19, PP.13868-13871.

[21]. Kenichi Nishi, Richard Mirin, Devin Leonard, Gilberto Medeiros-Ribeiro, Pierre M.Petroff, Arthur C. Gossard Structural and optical characterization of InAs/InGaAs self-assembled quantum dots grown on (311)B GaAs // J.Appl.Phys., 1996, V.80, P.3466.

[22]. H.Yu, S.Lycett, C.Roberts and R.Murray, Time resolved study of self-assembled InAs quantum dots // Appl.Phys.Lett., 1996, V.69, N.26, PP.4087-4089.

[23]. В.Л.Бонч-Бруевич, С.Г.Калашников, Физика полупроводников, 1977, М.:Наука., 672с.

[24]. M.Reddy, R.Grey, P.A.Claxton and J.Woodhead High-field hole transport in strained InxGai_xAs/GaAs modulation-doped quantum wells // Semicond.Sci.Technol., 1990, V.5, PP.628-630.

[25]. Yu.L.Ivanov, G.V.Churakov, V.M.Ustinov et.al., // Abstracts of Int. Symposium . Nanostructures: Physics and Technology", St.Petersburg, 1995, P.225.

[26]. Л.Е.Воробьев, Д.В.Донецкий, А.Кастальский, Длинноволновое излучение при разогреве двумерных дырок продольным электрическим полем в квантовых ямах гетероструктур GaAs-AlGaAs // Физика и техника полупроводников, 1995, Т.29, С. 1771.

[27]. Л.Е.Воробьев. Внутризонная инверсия населенности и усиление ИК излучения при инжекции носителей заряда в квантовых ямах и квантовых точках // Письма в ЖЭТФ, 1998, Т.68, Вып.5, СС.392-399.

[28]. Ю.Л.Иванов, С.А.Морозов, В.М.Устинов, А.Е.Жуков, Мощное дальнее инфракрасное излучение горячих дырок напряженной двумерной структуры InGaAs/AlGaAs // Физика и техника полупроводников, 1998, Т.32, №9, СС.1119-1121.

[29]. Ю.Л.Иванов, В.М.Устинов, А.Е.Жуков, А.А.Прокофьев, Е.Горник, Р.Зобл «Эффект Ганна и возможности генерации дальнего ИК излучения в полупроводниковых напряженных двумерных структурах» // Материалы Совещания «Нанофотоника», 1999, Нижний Новгород, С. 106-108.

[30]. В.Я.Алешкин, А.А.Андронов, // Письма в ЖЭТФ, 1998, Т.68, Вып.1, СС.73-77.

[31]. M.A.C.S.Brown and E.G.S.Paige, Electric-Field-Induced Modulation of the Absorption due to Interband Transitions of Free Holes in Germanium // Phys. Rev. Lett., 1961, V.7, PP.84-86.

[32]. William E.Pinson and Ralph Bray, Experimental Determination of the Energy Distribution Functions and Analysis of the Energy-Loss Mechanisms of Hot Carriers in p-Type Germanium // Phys. Rev., 1964, V.136, PP.A1449-A1467.

[33]. Ove Christensen, Determination of Hot-Carrier Distribution Functions in Uniaxially Stressed p-Type Germanium // Phys. Rev.B, 1973, V.7, PP.763-777.

[34]. W.Jantsch and H.Heinrich, Experimental determination of electron distribution functions in degenerate GaAs at high electric fields // Solid State Communications, 1973, V.13, PP.715-718.

[35]. W.Jantsch and H.Brucker, Determination of nonequilibrium electron distribution functions in degenerate GaAs // Phys.Rev.B, 1977, V.15, N.8, PP.4014-4019.

[36]. H.Heinrich and W.Jantsch, Experimental determination of the electron temperature from Burstein-shift experiments in Gallium Antimonide // Phys.Rev.B, 1971, V.4, N.8, PP.2504-2508.

[37]. N.Sawaki, M.Suzuki, Y.Takagaki, H.Goto, I.Akasaki, H.Kano, Y.Tanaka and M.Hasimoto, Photoluminescence studies of hot electrons and real space transfer effect in a double quantum well superlattice // Superlattices and Microstructures, 1986, V.2, N.4, PP.281-285.

[38]. Z.S.Gribnikov, K.Hess and G.A.Kosinovsky, Nonlocal and nonlinear transport in semiconductors: Real-space transfer effects // J.Appl.Phys., 1995, V. 77, P.1337-1373.

[39]. B.N.Zvonkov, N.B.Zvonkov, I.G.Malkina, G.A.Maximov, I.A.Avrutsky, A.V.Vasil'ev, E.M.Dianov, A.M.Prokhorov, // Soviet Lightwave Commun., 1993, V.3, P.71.

[40]. Разработка макета установки МОГФЭ и технологии получения полупроводниковых слоев GaAs/AlGaAs // Отчет по теме «Эпигар»; № гос.регистрации 0189.0074689, ИПФ РАН, Нижний Новгород, 1991.

[41]. E.S.Koteles, B.S.Elman and S.A.Zemon «Very high purity GaAs: free exciton dominated 5K photoluminescence and magnetophotoluminescence spectra» // Solid State Communications, 1987, V.62, N.10, PP.703-706.

[42]. В.Я.Алешкин, А.В.Аншон, Т.С.Бабушкина, Л.М.Батукова, Е.В.Демидов, Б.Н.Звонков, И.Г.Малкина Фотолюминесценция квантовых слоев InxGai„xAs,

выращенных на плоскостях (100) и (111)А арсенида галлия // Физика и техника полупроводников, 1990, Т.24, Вып.5, СС.892-896.

[43]. J.Bastard, // Phys. Rev В, 1982, V.25, Р.7584.

[44]. А.Я.Шик, // Письма в ЖТФ, 1979, Т.5, С.869.

[45]. В.П.Грибковский, Теория поглощения и испускания света в полупроводниках , Минск, «Наука и техника, 1975.

[46]. D.D.Sell, H.C.Casey, //J.Appl.Phys., 1974, V.45, Р.800.

[47]. А.В.Браславец, К.С.Журавлев, Н.Т.Мошегов, А.И.Торопов, С.И.Стенин, // Письма в ЖЭТФ, 1991, Т.53, С.96.

[48]. В.Я.Алешкин, А.А.Костин, Ю.А.Романов, // ФТП, 1992, Т.26, С.318.

[49]. S.Schmitt-Rink, C.Ell, S.W.Koch et al., // Sol.St.Commun, 1984, V.52, P.123.

[50]. Ж.И.Алферов, Н.А.Берт, Ю.А.Егоров, А.Е.Жуков, П.С.Копьев, А.О.Косогов, И.Л.Крестников, Н.Н.Леденцов, А.В.Лунев, М.В.Максимов,

A.В.Сахаров, В.М.Устинов, А.Ф.Цацульников, Ю.М.Шерняков, Д.Бимберг, // ФТП, 1996, Т.ЗО, С.351.

[51]. Ж.И.Алферов, Н.Ю.Гордеев, С.В.Зайцев, П.С.Копьев, И.В.Кочнев,

B.В.Комин, И.Л.Крестников, Н.Н.Леденцов, А.В.Лунев, М.В.Максимов,

C.С.Рувимов, А.В.Сахаров, А.Ф.Цацульников, Ю.М.Шерняков, Д.Бимберг, // ФТП, 1996, Т.ЗО, С.357.

[52]. М.В.Максимов, Н.Ю.Гордеев, С.В.Зайцев, П.С.Копьев, И.В.Кочнев, Н.Н.Леденцов, А.В.Лунев, С.С.Рувимов, А.В.Сахаров, А.Ф.Цацульников, Ю.М.Шерняков, Ж.И.Алферов, D.Bimberg, Инжекционный гетеролазер на квантовых точках со сверхвысокой температурной стабильностью порогового тока до 5 0°С//ФТП, 1997, Т.31, В.2, СС.162-165.

[53]. M.Grundmann, O.Stier and D.Bimberg, InAs/GaAs pyramidal quantum dots: Strain distribution, optical phonons and electronic structure // Phys.Rev.B, 1995, V.52, P. 11969-11981.

[54]. Н.Н.Леденцов, В.М.Устинов, В.А.Щукин, П.С.Копьев, Ж.И.Алферов, Д.Бимберг «Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства,

лазеры. Обзор.» // Физика и техника полупроводников, 1998, Т.32, N.4, С.385-410.

[55]. M.Grundmann, J.Christen, N.N.Ledentsov, J.Bohrer, D.Bimberg, S.S.Ruvimov, P.Werner, U.Richter, U.Gosele, J.Herdenreih, V.M.Ustinov,

A.Yu.Egorov, A.E.Zhukov, P.S.Kop'ev, Zh.I.Alferov, Ultranarrow Luminescence Lines from Single Quantum Dots // Phys.Rev.Lett., 1995, V.74, P.4043.

[56]. J.-Y.Martin, J.-M.Gerard, A.Izrael, D.Barrier, G.Bastard. // Phys.Rev.Lett.,

1994, V.73, P.716.

[57]. M.Grundmann, N.N.Ledentsov, O.Stier and D.Bimberg, V.M.Ustinov, P.S.Kop'ev and Zh.I.Alferov, Excited states in self-organized InAsGaAs quantum dots: Theory and experiment // Appl.Phys.Lett., 1996, V.68, N.7, P.979-981.

[58]. F.Adler, M.Geiger, A.Bauknecht, F.Scholz, H.Schweizer, M.H.Pilkuhn,

B.Ohnesorge and A.Forchel, Optical transitions and carrier relaxation in self assembled InAs/GaAs quantum dots // J.Appl.Phys., V.80, N.7, PP.4019-4026.

[59]. Б.Н.Звонков, Е.Р.Линькова, И.Г.Малкина, Д.О.Филатов, А.Л.Чернов, Спектроскопия слоев InAs в GaAs в области перехода от слоевого к трехмерному росту // Письма в ЖЭТФ, 1996, Т.6, В.6, СС.418-422.

[60]. WJ.Schaffer, M.D.Lind, S.P.Kowalczyk, R.V.Grant, // J.Vac.Sci.Technol., 1983, V.B1,P.688.

[61]. P.Blood, // Semicond. Sci. Technol., 1986, V.l, P.7.

[62]. Ю.А.Данилов, А.В.Мурель, И.Ю.Дроздова, // Высокочистые вещества,

1995, Т.2, С.71.

[63]. D.P.Bour, T.L.Paoli, R.L.Tornton, D.W.Treat, Y.S.Park, P.S.Zory, // Appl.Phys.Lett., 1993, V.62, P.3458.

[64]. A.Gomio, K.Kobayashi, S.Kawata, I.Hino, T.Suzuki, T.Yuasa, // J.Cryst.Growth, 1986, V.77, P.367.

[65]. O.Ueda, M.Takikawa, J.Komeno, I.Umebu // Japan J.Appl.Phys., 1987, V.26, P.L1824.

[66]. Y.Ueno // Appl.Phys.Lett., 1993, V.64, P.553.

[67]. В.Я.Алешкин, Б.Н.Звонков, Е.Р.Линькова, И.Г.Малкина, Ю.Н.Сафьянов, Сильная поляризация фотолюминесценции InxGai_xP, выращенного на плоскости (110) GaAs // Письма в ЖЭТФ, Т.62, В.4, СС.324-327.

[68]. S.Jorda, U.Rossler, // Superlatt. Microstruct., 1990, V.8, P.481.

[69]. E.A.Caridi, T.Y.Cang, //J.Electrochem.Soc., 1984, V.131, P. 1440.

[70]. Х.Кейси, М.Паниш, Лазеры на гетероструктурах, М.,1981, т.1.

[71]. Д.В.Казанцев, Н.А.Гиппиус, Дж.Ошиново и др. // Письма в ЖЭТФ, 1996, Т.63, С.523.

[72]. Б.И.Шкловский, А.Л.Эфрос Электронные свойства легированных полупроводников, Москва, Наука, 1979, с.37.

[73]. Yu.L.Ivanov, G.V.Churakov, V.M.Ustinov et. al. // Abstracts of International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", St.Petersburg, Russia, 1995, P.225.

[74]. K.Hess, H.Morkoc and B.G.Streetman, // Appl.Phys.Lett., 1979, V.35, P.469.

[75]. P.D.Coleman, J.Freeman, H.Morkoc, et. al., // Appl.Phys.Lett., 1982, V.40, P.493.

[76]. Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц, Квантовая механика. Нерелятивистская теория, М. «Наука», 1989.

[77]. A.Cesna, J.Kundrotas, A.Dargys, Photoluminescence transients due to donor and exciton avalanche breakdown // Journal of luminescence, 1998, V.78, PP.157-166.