Квантові ефекти в багатошарових Si-Ge наногетероструктурах
Анотація
Методами фотопольової емісії та повздовжньої фотопровідності було досліджено багатошарові наногетероструктури з квантовими точками германію. Попередні дослідження показали тісний зв'язок пружних напружень, що виникають при епітаксійному рості матеріалів з різними постійними граток, з виникненням додаткових рівнів в зоні такого гетеропереходу. Таким чином, відносно простими але інформативними методами спостерігалися міжзонні переходи, які відсутні в двовимірних гетероструктурах Si-Ge. Якщо вплив кількості шарів на фотопольову емісію несуттєвий, то при дослідженні фотопровідності виявлено прямий зв'язок зсуву чутливості повздовжньої фотопровідності в середній інфрачервоний діапазон від кількості шарів з квантовими точками германію. Показано, що розмірні характеристики та мольний склад квантових точок відповідають енергетичним рівням з енергетичною відстанню між ними приблизно 0,32 та 0,34 еВ з дуже високою точністю. Результати досліджень дозволяють сподіватися на їх використання в перспективних приладах нано- та оптоелектроніки.
Посилання
Grüetzmacher D. Si/SiGe Nanostructures // Physics, Chemistry and Application of Nanostructures. – World Scientific, Singapore, 2003. – Р. 3.
Masini G., Colace L., Assanto G. Germanium-on-Silicon Infrared Detectors // Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology. – 2003. – V. 10, № 1.
Intraband absorption in Ge/Si self-assembled quantum dots / P. Boucaud, V.Le Thanh, S. Sauvage, D. Débarre, D. Bouchier // Appl. Phys. Lett. – 1999. – V. 7. – P. 401.
Arthur J.R. Photosensitive Field Emission from p-Type Germanium // J. Appl. Phys. – 1965. – V. 36. – P. 3221.
Fischer R., Neumann H. Feld Emission aus Halbleitern // Fortschritte d. Phys. – 1966. – V. 14. – Р. 603.
Borzyak P.G., Jatsenko A.F., Miroshnichenko L.S. Photo-field-emission from high-resistance silicon and germanium // Phys. Stat. Sol. – 1966. – V. 14. – Р. 403.
Yatsenko A.F. On a model of photo-field emission from semiconductors // Phys. Stat. Sol. – 1970. – V. 1. – Р. 333.
Herman M.H., Tsong T.T. Photon excited field emission from a semiconductor surface // Phys. Lett. – 1979. – V. 71A. – Р. 461.
Self-assembled Ge nanostructures as field emitters / V.N. Tondare, B.I. Birajdar, N. Pradeep, D.S. Joag, A. Lobo, S.K. Kulkami // Appl. Phys. Lett. – 2000. – V. 77. – Р. 2394.
Dadykin A.A., Naumovets A.G., Kozyrev Yu.N. Field electron emission from Ge-Si nanostructures with quantum dots // ZhETF Letters. – 2002. - V. 76, № 5. – Р. 550.
Field and photo-field electron emission from self-assembled Ge-Si nanostructures with quantum dots / A.A. Dadykin, A.G. Naumovets, Yu.N. Kozyrev, M.Yu. Rubezhanska, P.M. Lytvyn, Yu.M. Litvin // Pr. Surf. Sci. – 2003. - V. 74. – Р. 305.
Photoconductivity and photofield electron emission in the systems of vertically integrated Ge quantum dots on Si(100) / S.V. Kondratenko, O.V. Vakulenko, A.G. Naumovets, A.A. Dadykin, Yu.N. Kozyrev, M.Yu. Rubezhanska // Proceedings of Nanomeeting-2007. – Minsk, Belarus, 2007. – Р. 161.
Photocurrent spectroscopy of indirect transitions in Ge/Si multilayer quantum dots at room temperature / S.V. Kondratenko, O.V. Vakulenko, Yu.N. Kozyrev, M.Yu. Rubezhanska, A.S. Nikolenko, S.L. Golovinskiy // Surf. Sci. – 2007. – V. 601, L45.
Photoconductivity spectra of Ge/Si heterostructures with Ge QDs / S.V. Kondratenko, O.V. Vakulenko, Yu.N. Kozyrev, M.Yu. Rubezhanska, A.S. Nikolenko, S.L. Golovinskiy // Nanotechnology. – 2007. – V. 18. – 185401.
Teichert C. Self-organization of nanostructures in semiconductor heteroepitaxy // Phys. Rep. – 2002. – V. 365. – Р. 335.
Properties of Silicon Germanium and SiGe: Carbon / Ed. by E. Kasper and K. Lyutovich. INSPEC, The Institution of Electrical Engineers. – London, United Kingdom, 2000.
Forbes R.G. Field-induced electron emission from electrically nanostructured heterogeneous (ENH) materials // Ultramicroscopy, 2001. –V. 29, № 7.
Miesner C., Brunner K., Abstreiter G. Vertical and Lateral Mid-Infrared Photocurrent Study on Ge Quantum Dots in Si // Phys.Stat.Sol. – 2001. – V. 224. – P. 605.
Landau L.D., Lifshits E.M. Theory Quantum mechanics // Pergamon, Oxford, 1981, Section 22.
Van De Walle C.G., Martins R.M. Theoretical calculations of heterojunction discontinuities in the Si/Ge system // Phys.Rev.B. – 1986. – V. 34. – Р. 5621.
L.G. Grechko, Yu.M. Kozyrev, L.B. Lerman, M.Yu. Rubezhanska, A.A. Chuyko // NASU reports. – 2005. – V. 10. – Р. 80.
West L.C., Eglash S.J. First observation of an extremely large-dipole infrared transition within the conduction band of a GaAs quantum well // Appl. Phys. Lett. – 1985. – V. 46. – Р. 1156.
Pikus G., Ivchenko E. Superlattices and Other Heterostructures. Symmetry and Optical Phenomena // Springer Series in Solid-State Science. – 1997. – V. 110. – Р. 372.
Photoconductivity nonlinearity at high excitation power in quantum well infrared photodetectors / M. Ershov, H.C. Liu, M. Buchanan, Z.R. Wasilewski, V. Ryzhü // Appl. Phys. Lett. – 1997. – V. 70. – Р. 414.
TM and TE polarized intersubband absorption and photoconductivity in p-type SiGe quantum wells /T. Fromherz, P. Kruck, M. Helm, G. Bauer, J. F. Nützel, and G. Abstreiter // Appl. Phys. Lett. – 1996. - V. 68. – Р. 3611.
