Процесс захвата неравновесных носителей тока из широкозонных барьерных слоев в квантовую яму играет решающую роль в работе таких приборов на основе полупроводниковых гетероструктур, как лазеры, светодиоды, фотодетекторы. Осциллирующая зависимость скорости захвата от ширины квантовой ямы мало изучена экспериментально. Цель настоящей работы - выяснить влияние осцилляций эффективности захвата дырок в зависимости от ширины квантовой ямы на температурное поведение фотолюминесценции (ФЛ) в модулированно-легированных гетероструктурах n -AlGaAs/GaAs. Проведены температурные измерения интегральной интенсивности ФЛ структур с разной шириной квантовых ям, соответствующей разной скорости захвата дырок (в условиях резонансного захвата и вне его). Показано, что эффективность захвата дырок влияет не только на величину интегральной интенсивности ФЛ, но и на ее температурную зависимость. В резонансных структурах в области низких температур (77-140 К) интенсивность ФЛ падает с ростом температуры быстрее, чем в структурах со слабым захватом. Такое различие объясняется тем, что в условиях резонанса скорость захвата дырок так высока, что ее изменение с температурой не влияет на величину интенсивности ФЛ, и температурное гашение ФЛ обусловлено только уменьшением эффективности излучательной рекомбинации β в квантовой яме. В нерезонансных структурах температурное поведение ФЛ зависит не только от квантовой эффективности β, но и от скорости локального захвата дырок, которая увеличивается с ростом температуры. Полученные результаты представляют интерес для оптимизации параметров гетероструктур при конструировании приборов, в работе которых эффективность захвата неравновесных носителей в квантовую яму играет решающую роль.
Яременко Наталья Георгиевна
Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельни-кова Российской академии наук, г. Фрязино, Россия
Страхов Валерий Александрович
Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельни-кова Российской академии наук, г. Фрязино, Россия
1. Кочиев М.В., Цветков В.А., Сибельдин Н.Н. Кинетика накопления при фо-товозбуждении и релаксации избыточных дырок в мелких квантовых ямах GaAs/AlGaAs // Письма в ЖЭТФ. – 2015. – Т. 101. – Вып. 3. – С. 200–206.
2. Алексеев П.С., Кипа М.С., Перель В.И., Яссиевич И.Н. Каскадная теория за-хвата электронов в квантовые ямы // ЖЭТФ. – 2008. – Т. 133. – №4. – С. 921–934.
3. Яременко Н.Г., Карачевцева М.В., Страхов В.А. Резонансный захват дырок в модулированно-легированных структурах n-AlGaAs/GaAs с квантовыми ямами // Доклады АН. – 2011. – Т. 437. – № 3. – С. 321–326.
4. Яременко Н.Г., Карачевцева М.В., Страхов В.А., Федоров Ю.В. Динамика накопления неравновесных дырок в квантовых ямах гетероструктур n-AlGaAs/GaAs // Изв. вузов. Электроника. – 2016. – Т. 21. – № 4. – С. 1–8.
5. Козырев С.В., Шик А.Я. Захват носителей в квантовые ямы гетероструктур // ФТП. – 1985. – Т. 19. – № 9. – С. 1667–1670.
6. Brum J.A., Bastard G. Resonant carrier capture by semiconductor quantum wells // Phys. Rev. B. – 1986. – Vol. 33. – No. 2. – P. 1420–1423.
7. Fujiwara A., Fukatsu S., Shiraki Y., Ito R. Observation of resonant electron cap-ture in AlGaAs/GaAs quantum well structures // Surface Science. – 1992. – Vol. 263. – P. 642–645.
8. Козырев С.В., Шик А.Я. Захват и рекомбинация неравновесных носителей в структурах с квантовыми ямами // ФТП. – 1988. – Т. 22. – Вып. 1. – С. 105–111.