266
ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНЫХ ДЕФЕКТОВ НА ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
МНОГОСЛОЙНЫХ СТРУКТУР
CDZNTE/ZNTE
Шарибаев М., Ешанова Д., Байрамов Д.
Нукусский филиал Ташкентского университета информационных технологий
Нукус, Узбекистан
Исследование оптических свойств CdZnSe/ZnSe, CdZnTe/ZnTe гетероструктур с
единичными, SQWs, и множественными квантовыми ямами, MQWs, и квантовыми точками, QDs,
представляет интерес в связи с изучением процессов, связанных с релаксацией горячих носителей,
образующихся при электронном или оптическом возбуждении, или инжекции в таких структурах.
Многофононная релаксация горячих электронов при оптическом возбуждении CdZnSe/ZnSe
квантово-размерных гетероструктур была рассмотрена ранее методами фотолюминесценции, PL,
и комбинационного рассеяния света, RRS [1].
В данной работе для гетероструктуры CdZnTe/ZnTe с SQWs в спектрах
низкотемпературной фотолюминесценции, LT PL, в экситонной области и в области излучения от
квантовых ям а также в спектрах комбинационного рассеяния, RRS, наблюдалась серия состоящая
из
n
узких и достаточно интенсивных полос, которые накладываются на основной спектр LT PL,
сдвинутых относительно энергии возбуждающего света на величину, кратную величине
оптического LO-фонона. Методами LT PL и RRS изучено влияние электронного облучения,
создающего точечные дефекты и электронные возбуждения [2] и облучения рентгеновскими
квантами, создающими только электронные возбуждения, на изменение оптических характеристик
CdZnTe/ZnTe гетероструктур с SQWs. Получена также дополнительная информации о влиянии
изменения формы стенок ямы, связанного с радиационно-стимулированной интердиффузией
компонент и релаксацией напряжений, на многофононную релаксацию горячих носителей.
Нелегированные CdZnTe/ZnTe структуры были выращены методом МВЕ на (100)
подложках полуизолирующего GaAs с использованием твердофазной кристаллизации
затравочного аморфного слоя ZnTe [3]. Затем наносился буферный слой ZnTe толщиной ~1,5 мкм
и далее слои Cd
X
Zn
1-X
Te толщиной, L
Z
, 2 нм (ямы ), разделенные барьерами ZnTe толщиной, L
B
, 2
(туннельно-прозрачные) нм. Содержание Cd (x) в ямах изменялось от 0.1 до 0.3 и
контролировалось по спектрам LT PL и по спектрам отражения [4]. ** Е- энергия электронов; I-
плотность тока; F-поток частиц; D-поглощѐнная доза;
Измерения спектров PL и отражения (R(λ)) проводились при 4.2 и 80 К на спектральном
приборе с разрешением ≤0.5 мэВ. Спектры PL возбуждались излучением лазера модели LGN-503 с
1
= 0.5145 и
2
= 0.4880 мкм.
На Рис. 1 приведены спектры LT PL трѐх туннельно-прозрачных исходных
Cd
0.17
Zn
0.83
Te/ZnTe QWs (кривая 1), толщиной 2 нм, выращенных на подложках GaAs, и после их
модифицации электронами и рентгеновскими квантами (3).
2,30
2,32
2,34
2,36
2,38
2,40
I
QW
I
QW
2LO
1LO
3LO
2LO
1LO
3
X 5
2
1
X 200
X 20
X 1
P L
i n
t e
n s
i t y
, a
r b
. u
n i
t s
E, eV
267
Спектры приведены для
EXC
= 0.51453 мкм, т. е. с энергией кванта, превышающей E
g
как
ZnTe (Eg = 2.39 эВ, 4.2 К), так и CdTe (Eg = 1.60 эВ, 4.2 К) и энергию рекомбинации
электронно-дырочных пар в квантовых ямах. Как видно из Рис., спектр LT PL состоит из
нескольких полос в экситонной области от буферного ZnTe эпитаксиального слоя, ЭС, и
доминирующей по интенсивности фотолюминесценции от квантовых ям, I
QW
: линии экситонов,
связанных либо на нейтральном доноре (или объемный поляритон [5]) I
2
Ga
(2,3736 эВ), либо на
нейтральном акцепторе I
1
/
(2,37 эВ); и неэлементарной полосы I
1
C
(2,3568 эВ), связанной с
дефектами [5]. На фоне спектра LT PL проявляется серия
узких (W ~ 2 мэВ) полос, сдвинутых
относительно частоты возбуждающего света на величину 208-211 см
-1
(кривые 2,3) умноженную
на n=1, 2, 3… Интенсивность полос в серии увеличивалась немонотонно, по мере приближения к
одной из резонансных полос (I
QW
, I
C
). Сдвиг между полосами в серии не зависел от длины волны
возбуждающего света и составлял величину ~ 210 см
-1
для исходного образца (кривая 1).
Измеренная нами величина продольного оптического фонона обьѐмных монокристаллов ZnTe
составила ~208см
-1
, а для CdTe ~169см
-1
. Т.е., наблюдаемые в спектре фононные повторения
соответствуют LO-фононам ZnTe барьера. Такое резонансное усиление интенсивности серии
узких полос на полосах излучения от квантовых ям, наблюдаемое в спектрах LT PL для квантово-
размерных структур CdZnSe/ZnSe в нтерпретировалось с использованием модели , согласно
которой горячие электроны, возбуждаемые светом в зоне проводимости, могут релаксировать с
испусканием одного за другим нескольких оптических фононов (т. н. ―каскадная модель‖). В
нашей работе частота оптического фонона для CdZnTe/ZnTe квантоворазмерных структур слабо
сдвинута в область больших частот по сравнению с объемным значением LO-фонона
монокристаллов ZnTe.
Таким образом, для гетеросистемы с квантово-размерными слоями на основе CdZnTe/ZnTe
показана возможность многофононной релаксации горячих электронов, образующихся при
оптическом возбуждении путем обмена энергии этих электронов с барьерным слоем с
испусканием LO-фононов (каскадный механизм). Изучение образцов, модифицированных
облучением высокоэнергетичными электронами и рентгеновскими лучами (с измененными
свойствами приповерхностного слоя, барьерного слоя и формы ям), позволило показать, что
резонанс частот (возбуждающего света и основных переходов в квантовых ямах) и степень
локализации экситона являются доминирующими факторами в наблюдении такого типа
процессов.
ЛИТЕРАТУРА
:
1.
Melnik N. N., Sadofyev Yu. G., Zavаritskaya T. N.// Abstr. of 9
th
Int. Conf. ―II-VI Compounds‖,
Kyoto, Japan, 1999.
2.
Seto S., Tanaka A., Takeda F., Matsuura K.// J.Cryst.Growth. 1994. V.138. N1. P.346-351.
3.
Козловский В. И., Крыса А. Б., Садофьев Ю. Г., Турьянский А. Г.// ФТП. 1999. Т. 33. В. 7,
С. 810-814.
4.
Dang Le Si., Cibert J., Gobil Y., Saminadayar K., Tatarenko S.// Appl. Phys. Lett.2000. V.55.
N3, P.235-237.
5.
Багаев В.С., Зайцев В.В., Калинин В.В. и др.// Письма в ЖЭТФ. 2011. Т.58. В.2. С.82-86.
ECOLOGICAL EFFECTS OF ENVIRONMENTAL STRESSORS
Allaniyazova M.K.
Doctor of Biological Sciences, Acting Professor
Organic and Inorganic Chemistry Department
Nukus, Uzbekistan
Arzuov R.
2
nd
year student, KarSU named after Berdakh
Nukus, Uzbekistan
Abstract
: Regimes of environmental stress are exceedingly complex. Particular stressors exist within
continua of intensity of environmental factors. Those factors interact with each other, and their
detrimental effects on organisms are manifest only at relatively high or low strengths of exposure—in
fact, many of them are beneficial at intermediate levels of intensity. Although a diversity of
environmental factors is manifest at any time and place, only one or a few of them tend to be dominant as
stressors. It is useful to distinguish between stressors that occur as severe events (disturbances) and those
