Электронный спектр многофазной системы неравновесных носителей заряда и условия возникновения коллективных эффектов в полупроводниковых квантоворазмерных гетероструктурах
Диссертация
Коллективные взаимодействия неравновесных носителей заряда и экситонов в полупроводниковых кристаллах широко и подробно исследовались начиная с 70-х годов. За последние годы этой проблеме посвящено огромное количество теоретических и экспериментальных работ, где с учетом индивидуальных характеристик объемных полупроводниковых кристаллов изучены различные многочастичные состояния в неравновесной… Читать ещё >
Список литературы
- Электронно-дырочные капли в полупроводниках, Под ред. К. Д. Джефрис, J1. В. Келдыш. Современные проблемы науки о конденсированных средах. Наука, 1988.
- Hildebrand О., Goebel Е. О., Romanek К. М. et al. Electron-hole plasma in direct-gap semiconductors with low polar coupling: GaAs, InP, and GaSb // Phys. Rev. B. 1978. -Jun. Vol. 17, no. 12. Pp. 4775−4787.
- Landsberg P. Radiative decay in compound semiconductors // Solid-State Electronics. 1967. Vol. 10, no. 6. Pp. 513−537. URL: http://www. sciencedirect.com/science/article/pii/38 110 167 901 347.
- Smith L. M., Wolfe J. P. Time-resolved study of electron-hole plasmas near the liquid-gas critical point in Si: Evidence for a second condensed phase // Phys. Rev. B. 1995.-Mar. Vol. 51, no. 12. Pp. 7521−7543.
- В. С. Багаев, В. В. Зайцев, Ю. В. Клевков, В. С. Кривобок. Экситон-дырочное рассеяние в ZnTe // ФТТ. 2005. Т. 47, № 10. С. 1758−1761.
- Peyghambarian N., Gibbs Н. М., Jewell J. L. et al. Blue Shift of the Exciton Resonance due to Exciton-Exciton Interactions in a Multiple-Quantum-Well Structure // Phys. Rev. Lett. 1984. —Dec. Vol. 53, no. 25. Pp. 2433−2436.
- Hulin D., Mysyrowicz A., Antonetti A. et al. Well-size dependence of exciton blue shift in GaAs multiple-quantum-well structures // Phys. Rev. B. 1986.-Mar. Vol. 33, no. 6. Pp. 4389−4391.
- H., Reinholz. Mott effect for an electron-hole plasma in a two-dimensional structure // Solid State Communications. 2002. Vol. 123, no. 11. Pp. 489−494. URL: http://www.sciencedirect.com/ science/article/pii/S0038109802004234.
- Ben-Tabou de Leon S., Laikhtman B. Mott transition, biexciton crossover, and spin ordering in the exciton gas in quantum wells // Phys. Rev. B. 2003.-Jun. Vol. 67, no. 23. P. 235 315.
- Lozovik Yu. E., Berman O. L. The excitonic superfluid liquid in the system of spatially separated electrons and holes // Physica Scripta. 1997. Vol. 55, no. 4. P. 491. URL: http://stacks.iop.org/1402−4896/55/ i=4/a=021.
- П. Ю, M. Кардона. Основы физики полупроводников. Физматлит, 2002.
- Kohn W., Luttinger J. M. Quantum Theory of Cyclotron Resonance in Semiconductors // Phys. Rev. 1954.-Oct. Vol. 96. Pp. 529−530. URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRev.96.529.2.
- P. С. Нокс. Теория экситонов. Москва: Мир, 1966. URL: http: //books.google.com/books?id=uUmhPgAACAAJ.
- Dexter P. J., Knox R. S. Excitons. New York: Wiley, 1965.
- Dean P. J., Haynes J. R., Flood W. F. New Radiative Recombination Processes Involving Neutral Donors and Acceptors in Silicon and Germanium // Phys. Rev. 1967.-Sep. Vol. 161, no. 3. Pp. 711−729.
- Nilsson G., Nelin G. Study of the Homology between Silicon and Germanium by Thermal-Neutron Spectrometry // Phys. Rev. B. 1972. — Nov. Vol. 6, no. 10. Pp. 3777−3786.
- Weber W. Adiabatic bond charge model for the phonons in diamond, Si, Ge, and a- Sn // Phys. Rev. B. 1977.-May. Vol. 15, no. 10. Pp. 4789−4803.
- Hammond R. В., Smith D. L., McGill Т. C. Temperature Dependence of Silicon Luminescence Due to Splitting of the Indirect Ground State // Phys. Rev. Lett. 1975. Dec. Vol. 35, no. 22. Pp. 1535−1538.
- Sauer R. Evidence for Bound Multiple-Exciton Complexes in Silicon // Phys. Rev. Lett. 1973.-Aug. Vol. 31, no. 6. Pp. 376−379.
- JI. В. Келдыш // Тр. 9-й Междунар. конф. По физике полупроводников. Л.: Наука, 1968. С. 1303.
- В. С. Багаев, Т. И. Галкина, Н. А. Пенин и др. Осцилляции излучения электронно-дырочной Ферми жидкости в германии в сильны магнитных полях // Письма в ЖЭТФ. 1972. Т. 16. С. 120.
- В. С. Багаев, Т. И. Галкина, О. В. Гоголин, Л. В. Келдыш. Движение электронно-дырочных капель в германии // Письма в ЖЭТФ. 1969. Т. 10. С. 309.
- Voisin P., Etienne В., Voos М. Investigations of the Nucleation of Electron-Hole Drops in Si // Phys. Rev. Lett. 1979. —Feb.
- Vol. 42. Pp. 526−529. URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/ PhysRevLett.42.526.
- Westervelt R. M. Nucleation Phenomena in Electron-Hole Drop Formation in Ge and Si. IL Application to Observable Phenomena // physica status solidi (b). 1976. Vol. 76, no. 1. Pp. 31−43. URL: http://dx.doi.org/10.1002/pssb.2 220 760 103.
- Л. В. Келдыш, Ю. В. Копаев. Возможная неустойчивость полуметаллического. состояния относительно кулоновского взаимодействия // ФТТ. 1964. Т. 6. С. 2791.
- Cloizeaux J. D. Exciton instability and crystallographic anomalies in semiconductors // Journal of Physics and Chemistry of Solids: 1965. Vol. 26, no. 2. Pp: 259−266. URL: http://www.sciencedirect. com/-science/article/pii/22 369 765 901 538.
- Mott N. Electrons in disordered structures // Advances in Physics: 1967. Vol. 16, no. 61. Pp. 49−144. http: //www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/18 736 700 101 265^ URL: http://www.tandfonline.eom/doi/abs/10.1080/ 18 736 700 101 265.
- Mott N. F. Metal-insulator transitions. New York: Barnes and Noble, 1974.
- В. Д. Кулаковский, И. В. Кукушкин, В. Б. Тимофеев. Partial composition of a dense electron-hole system and exciton-plasma transition in uniaxially stressed silicon // ЖЭТФ. 1980. T. 78. C. 381.
- Yang L., Watling J. R., Wilkins R. C. W. et al. Si/SiGe heterostruc-ture parameters for device simulations // Semiconductor Science and Technology. 2004. Vol. 19, no. 10. P. 1174. URL: http://stacks. iop.org/0268−1242/19/i=10/a=002.
- Rieger M. M., Vogl P. Electronic-band parameters in strained Sii-aGe^ alloys on Sii-yGe^ substrates // Phys. Rev. B. 1993.— Nov. Vol. 48. Pp. 14 276−14 287. URL: http://link.aps.org/doi/10. 1103/PhysRevB.48.14 276.
- Penn C., Schaffler F., Bauer G., Glutsch S. Application of numerical exciton-wave-function calculations to the question of band alignment in Si/Sil xGex quantum wells // Phys. Rev. B. 1999. — May. Vol. 59, no. 20. Pp. 13 314−13 321.
- Robbins D. J., Canham L. Т., Barnett S. J', et al. Near-band-gap photoluminescence from pseudomorphic Sil-xGex single layers on silicon // Journal of Applied Physics. 1992. Vol. 71, no. 3. Pp. 1407−1414. URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.351 262.
- T. M. Бурбаева, E. A. Бобрика, В. A. Курбатова и др. Электронно-дырочная жидкость в напряженных SiGe-слоях кремниевых гетеро-структур // Письма в ЖЭТФ. 2007. Т. 85, № 7. С. 410−413.
- Lenchyshyn L. С., Thewalt M. L. W., Houghton D. С. et al. Photoluminescence mechanisms in thin SiixGex quantum wells // Phys. Rev. В. 1993.-Jun. Vol. 47. Pp. 16 655−16 658. URL: http: //link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.47.16 655.
- Shum K., Mooney P. M., Tilly L. P., Chu J. O. Quantum-confined biexcitons in SiixGex grown on Si (001) // Phys. Rev. В. 1997. — May. Vol. 55. Pp. 13 058−13 061. URL: http://link.aps.org/doi/ 10.1103/PhysRevB.55.13 058.
- Shiraki Y., Fukatsu S. Investigation of luminescence in strained SiGe/Si modulated quantum well and wire structures // Semiconductor Science and Technology. 1994. Vol. 9, no. US. P. 2017. URL: http://stacks. iop.org/0268−1242/9/i=llS/a=027.
- Xiao X., Liu C. W., Sturm J. C. et al. Photoluminescence from electron-hole plasmas confined in Si/Sil-xGex/Si quantum wells // Journal of Applied Physics. 1992. Vol. 60, no. 14. Pp. 1720−1722. URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.107 196.
- Ogawa Т., Tomio Y., Asano K. Dynamical mean-field theory for the exciton Mott transition in electron-hole systems // Journal of Physics: Conference Series. 2005. Vol. 21, no. 1. P. 112. URL: http://stacks. iop.org/1742−6596/21/i=l/a=018.
- Kappei L., Szczytko J., Morier-Genoud F., Deveaud B. Direct Observation of the Mott Transition in an Optically Excited Semiconductor Quantum Well // Phys. Rev. Lett. 2005.-Apr. Vol. 94, no. 14. P. 147 403.
- С. И. Губарев, И. В. Кукушкин, С. В. Товстоног и др. Экранирование экситонных состояний двумерными носителями заряда низкой плотности в GaAs/AlGaAs квантовых ямах // Письма в ЖЭТФ. 2000. Т. 72. С. 496.
- С. И. Губарев, О. В. Волков, В. А. Ковальский и др. Влияние экранирования двумерными носителями заряда на энергию связи экситонных состояний в GaAs/AlGaAs квантовых ямах // Письма в ЖЭТФ. 2002. Т. 76. С. 672.
- Ando Т., Nakayama М., Hosoda М. Stability of electron-hole plasma in type-I and type-II GaAs-GaAlAs single quantum wells // Phys. Rev.
- B. 2004.-Apr. Vol.69. P. 165 316. URL: http://link.aps.org/ doi/10.1103/PhysRevB. 69.165 316.
- Bansal B., Hayne M., Geller M. et al. Excitonic Mott transition in type-II quantum dots // Phys. Rev. B. 2008. Jun. Vol. 77. P. 241 304. URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.77.241 304.
- Stern M., Garmider V., Umansky V., Bar-Joseph I. Mott Transition of Excitons in Coupled Quantum Wells // Phys. Rev. Lett. 2008. — Jun. Vol. 100, no. 25. P. 256 402.
- Bugajski M., Kuszko W., Reginski K. Diamagnetic shift of exciton energy levels in GaAs-Gal-xAlxAs quantum wells // Solid State Communications. 1986. Vol. 60, no. 8. Pp. 669−673. URL: http://www. sciencedirect. com/ science/article/pii/38 109 886 902 656.
- Koch S. W., Hoyer W., Kira M., Filinov V. S. Exciton ionization in semiconductors // physica status solidi (b). 2003. Vol. 238, no. 3. Pp. 404−410. URL: http: //dx. doi. org/10.1002/pssb. 200 303 153.
- Alen B., Fuster D., Munoz Matutano G. et al. Exciton Gas Compression and Metallic Condensation in a Single Semiconductor Quantum Wire // Phys. Rev. Lett. 2008.-Aug. Vol. 101, no. 6. P. 67 405.
- Timofeev V. B., Larionov A. V., Grassi-Alessi M. et al. Phase diagramof a two-dimensional liquid in GaAs /AlxGal—xAs biased double quantum wells // Phys. Rev. B. 2000. Mar. Vol. 61- no. 12. Pp. 8420−8424.
- De Palo S., Rapisarda F., Senatore G. Excitonic Condensation in a Symmetric Electron-Hole Bilayer // Phys. Rev. Lett. 2002. —May. Vol. .88. P. 206 401. URL: http://link. aps. org/doi/10.1103/PhysRevLett. 88.206 401.
- Inagaki A., Katayama S. Ground state energy of the electron-hole liquid in type-II quantum wells // Science and Technology of Advanced Materials. 2003. Vol. 4, no. 1. P. 51. URL: http://stacks. iop.org/ 1468−6996/4/i=l/a=A10.
- Pauc N., Calvo V., Eymery J- et al. Electronic and optical properties of Si/SiQ2 nanostructures.T. Electron-hole collective processes in single Si/Si02 quantum wells // Phys. Rev. B. 2005. Nov. Vol. 72, no. 20. P. 205 324.
- Т. M. Бурбаев, Ml H. Гордеев, Д. H. Лобанов и др. Электронно- дырочная жидкость и экситонные молекулы в квазидвумерных SiGe-слоях гетероструктур Si/SiGe/Si // Письма в ЖЭТФ. 2011. Т. 92, № 5. С. 341.
- В. С. Вагаев, В. С. Кривобок,.В. П. Мартовицкий, А. В. Новиков. Распределение германия в зависимости от толщины слоя Si-xGex на (001)Si при малом его содержании (х<0.1) // ЖЭТФ. 2009- Т. 136, № 6. С. 1154−1169.
- Floro J., Chason Е., Lee S. et al. Real-time stress evolution during Sii-xGea- Heteroepitaxy: Dislocations, islanding, and segregation //
- Journal of Electronic Materials. 1997. Vol. 26. Pp. 969−979. 10.1007/sll664−997−0233−2. URL: http://dx.doi.org/10.1007/ S11664−997−0233−2.
- Tersoff J., LeGoues F. K. Competing relaxation mechanisms in strained layers // Phys. Rev. Lett. 1994.-May. Vol. 72. Pp. 3570−3573. URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.72.3570.
- Denton A. R., Ashcroft N. W. Vegard’s law // Phys. Rev. A. 1991.— Mar. Vol. 43. Pp. 3161−3164. URL: http://link.aps.org/doi/10. 1103/PhysRevA.43.3161.
- Hornstra J., Bartels W. J. Determination of the lattice constant of epitaxial layers of III-V compounds // Journal of Crystal Growth. 1978. Vol. 44, no. 5. Pp. 513−517. URL: http://www.sciencedirect.com/ science/article/pii/22 024 878 902 920.
- Savage D. E., Kleiner J., Schimke N. et al. Determination of roughness correlations in multilayer films for x-ray mirrors //J. Appl. Phys. 1991. Vol. 69, no. 3. Pp. 1411−1424. URL: http://dx.doi.org/10.1063/ 1.347 281.
- Fullerton E. E., Pearson J., Sowers C. H. et al. Interfacial roughness of sputtered multilayers: Nb/Si // Phys. Rev. B. 1993. —Dec. Vol. 48, no. 23. Pp. 17 432−17 444.
- Time-correlated Single Photon Counting, Ed. by D. O’Connor, D. Phillips. Academic, 1984.
- В. В. Данилевич, E. В. Новиков // Приборы и техника эксперимента. 1987. С. 7.
- JI. В. Вихарев. Многостоповый преобразователь время-код // Приборы и техника эксперимента. 1997. С. 164.
- К. Д. Щелевой. Быстродействующий дифференциальный дискриминатор-счетчик импульсов // Приборы и техника эксперимента. 1985. С. 105−107.
- С. Н. Николаев, В. С. Кривобок, А. Ю. Клоков, В. С. Багаев. Система для регистрации слабых световых сигналов с наносекундным временным разрешением // ПТЭ. 2009. Т. 52. С., 121−124.
- И. Е. Тамм. О возможности связанных состояний электронов на поверхности кристалла // ЖЭТФ. 1933. Т. 3. С. 34−43.
- Shockley W. On the Surface States Associated with a Periodic Potential // Phys. Rev. 1939.-Aug. Vol. 56. Pp. 317−323. URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRev.56.317.
- H. А. Дроздов, А. А. Патрин, В. Д. Ткачев. Рекомбинационное излучение на дислокациях в кремнии // Письма в ЖЭТФ. 1976.— 11. Т. 23. С. 651−653. '
- Drozdov N. A., Patrin A. A., Tkachev V. D. On the nature of the dislocation luminescence in silicon // physica status solidi (b). 1977. Vol. 83, no. 2. Pp. K137-K139. URL: http://dx.doi.org/10.1002/ pssb.2 220 830 245.
- Christen J., Bimberg D. Line shapes of intersubband and excitonic recombination in quantum wells: Influence of final-state interaction, statistical broadening, and momentum conservation // Phys. Rev. B. 1990.-Oct. Vol. 42, no. 11. Pp. 7213−7219.
- Cingolani R., Ploog K. Frequency and density dependent radiative recombination processes in III-V semiconductor quantum wells and su-perlattices // Adv Phys. 1991. —09. Vol. 40, no. 5. Pp. 535−623.
- В. С. Вагаев, В. В. Зайцев, В. С. Кривобок и др. Каналы излуча-тельной рекомбинации и фазовые переходы в системе неравновесных носителей в тонкой квантовой яме Si^mGe0m/Si // ЖЭТФ. 2008.-11. Т. 134, № 5. С. 988−994.
- Bagaev V. S., Krivobok V. S., Nikolaev S. N. et al. Observation of the electron-hole liquid in Si-xGex!Si quantum wells by steady-state and time-resolved photoluminescence measurements // Phys. Rev. B.2010.-Sep. Vol. 82, no. 11. P. 115 313.
- В. С. Вагаев, В. С. Кривобок, С. Н. Николаев и др. Влияние барьера для электронов на конденсацию экситонов и спектр многочастичных состояний в квантовых ямах SiGe/Si // Письма в ЖЭТФ.2011.-7. Т. 94. С. 63.
- Esser A., Runge Е., Zimmermann R., Langbein W. Photoluminescence and radiative lifetime of trions in GaAs quantum wells // Phys. Rev. B. 2000.-Sep. Vol. 62, no. 12. Pp. 8232−8239.
- Stoica Т., Vescan L. Line shape analysis of electron-hole plasma electroluminescence in fully strained SiGe epitaxial layers //J. Appl. Phys.2003. Vol. 94, no. 7. Pp. 4400−4408. URL: http://link.aip.org/ link/?JAP/94/4400/1.
- Martin R., Stornier H. On the low energy tail of the electron-hole drop recombination spectrum // Solid State Communications. 1977. Vol. 22, no. 8. Pp. 523 526. URL: http://www.sciencedirect. com/science/article/pii/38 109 877 914 065.