Автореферат (1150800), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Теоретически рассчитаны зависимости скорости радиационного распада от ширины квантовойямы и магнитного поля для четырёх нижних состояний размерного квантованияэкситона в квантовых ямах In0.02 Ga0.98 As/GaAs. Одновременно были экспериментально измерены скорости радиационного затухания для четырёх состоянийразмерного квантования экситона в квантовой яме InGaAs/GaAs шириной 95 нм.Результаты численного моделирования сопоставлены с экспериментальными данными на рисунке 5. Продемонстрировано хорошее согласие для второго, третьего и четвёртого экситонных состояний.
Для основного состояния,однако, наблюдается заметное расхождение. На рисунке 5 также показаны результаты подгонки по единой формуле, описывающей квадратичный рост прималых значениях магнитного поля, переходящий в линейный рост при болеевысоких значениях магнитного поля.В четвертой главе приводятся результаты экспериментального и теоретического исследования спектров отражения гетероструктур с асимметричнымиквантовыми ямами InGaAs/GaAs.
Показано, что одновременный анализ нескольких экситонных резонансов в спектрах относительно широких квантовых ямпозволяет получить значимую информацию о профиле потенциала для экситонов. Для проведения такого анализа был разработан подход прямого численногорешения уравнения Шрёдингера для экситона в квантовой яме с произвольнымпрофилем потенциала.В первом разделе главы представлены детали экспериментального измерения спектров отражения гетероструктур с квантовыми ямами с прямоугольным профилем потенциала, а также с ямами с асимметричным треугольнымпрофилем потенциала.
В этом разделе также описан метод роста асимметричныхквантовых ям. Во втором разделе описана феноменологическая модель описанияспектров отражения, в которых наблюдается несколько экситонных резонансов.Эта модель связывает параметры резонанса в спектре отражения с волновойфункцией экситона. Третий раздел главы описывает детали микроскопическогорасчёта использованного для получения энергий и волновых функций состоянийэкситона. Использованный метод расчёта позволяет получить волновые функцииэкситона в квантовой яме с произвольным, наперёд заданным, профилем потенциала.
В приведённых в главе расчётах, в форме профиля потенциала как для13прямоугольной квантовой ямы, так и для асимметричной квантовой ямы былучтён эффект сегрегации индия. Он проявляется в сглаживании профиля потенциала квантовой ямы. Сегрегированный потенциал треугольной квантовой ямыволновые функции экситона в таком потенциале приведены на рисунке 6.n=31500Коэффициент отражения15020.4Энергия. мэВ0.35n=21498n=10.30.25149602040Ростовая координата, нм0.214946014961498Энергия, мэВ15001502Рис. 6: Сегрегированный асимметричный по-Рис. 7: Спектр отражения гетероструктуры стенциал квантовой ямы и () волновыеасимметричной квантовой ямой (чёрные кру-функции нижайших трёх состояний. Тонкаяги).
Красная линия — спектр отражения по-пунктирная линия показывает номинальныйлученный в микроскопическом моделирова-профиль квантовой ямы.нии.Спектры отражения были смоделированы с использованием профилейпотенциала с учётом сегрегации. Результат для гетероструктуры с треугольнойквантовой ямой продемонстрирован на рисунке 7. Расчёт энергий и волновыхфункций экситона позволил точно смоделировать спектр отражения используялишь два подгоночных параметра, определяющих максимальную концентрациюиндия в квантовой яме и характерную длину диффузии индия.В заключении приведены основные результаты работы, которые заключаются в следующем:1.
Экспериментально исследована энергия состояний экситонов в квантовыхямах промежуточной ширины. Зарегистрирована сильная зависимость фактора исследуемых состояний от номера размерно-квантованного уровняэкситона.2. На основе численного моделирования зеемановского расщепления уровнейразмерного квантования экситонов в квантовых ямах промежуточной ширины выделены основные взаимодействия в системе, приводящие к появлению эффекта перенормировки -фактора экситона. Также была определена величина относительных вкладов в наблюдаемый эффект смешиванийнаблюдаемых экситонных состояний с p-подобными и d-подобными состояниями экситона с лёгкой дыркой.143.
Экспериментально исследована зависимость скорости радиационного распада экситонных состояний в квантовых ямах промежуточной ширины какфункция магнитного поля. Эта зависимость смоделирована с использованием микроскопического расчёта волновых функций экситонных состояний.4.
Исследована форма контура экситонных резонансов в спектрах отражения взависимости от формы потенциала квантовой ямы. Спектры отражения демонстрирующие нетривиальные изменения формы резонансов как функцииномера уровня размерного квантования смоделированы в рамках микроскопической модели и получено хорошее согласие с экспериментом.5. Для выполнения поставленных задач был разработан численный методмикроскопического моделирования экситонных волновых функций в ямахпромежуточной ширины с учётом всех значимых взаимодействий в изучаемых системах..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
