Возможность исследования гетероструктур рекордного качества, физические процессы в которых определяются их фундаментальными характеристиками, а не случайными дефектами, позволит решать на принципиально новом уровне задачи по количественному исследованию свето-экситонного взаимодействия в таких системах. Этим определяется научная значимость предлагаемого проекта. Развитые в процессе выполнения проекта экспериментальные методы и оригинальные теоретические подходы позволят получить принципиально новую информацию о связи между структурными и динамическими параметрами экситонов в практически важных полупроводниковых наноструктурах.
Возможность исследования гетероструктур рекордного качества, физические процессы в которых определяются их фундаментальными характеристиками, а не случайными дефектами, позволит решать на принципиально новом уровне задачи по количественному исследованию свето-экситонного взаимодействия в таких системах. Этим определяется научная значимость предлагаемого проекта. Развитые в процессе выполнения проекта экспериментальные методы и оригинальные теоретические подходы позволят получить принципиально новую информацию о связи между структурными и динамическими параметрами экситонов в практически важных полупроводниковых наноструктурах.
1) Методом молекулярной пучковой эпитаксии была выращена большая серия гетероструктур GaAs/AlGaAs с квантовыми ямами различной ширины. Все гетероструктуры были охарактеризованы с помощью спектроскопии отражения и люминесценции, и для детального исследования были отобраны наиболее совершенные образцы. Была разработана методика спектроскопии возбуждения нерадиационного уширения экситонных резонансов (Nonradiative Broadening Excitation (NBE) spectroscopy).
2) В рамках модели поляритонных волн для широких квантовых ям GaAs/AlGaAs рассчитана величина продольно-поперечного расщепления экситонных состояний и спектры отражения как функция внешнего электрического поля и ширины квантовой ямы. Показано, что с ростом поля, величина этого расщепления падает, причем тем сильнее, чем шире квантовая яма. Предложены аппроксимирующие формулы для зависимостей, найденных численным моделированием.
3) Было проведено исследование светоэкситонного взаимодействия в широких квантовых ямах во внешних магнитных полях величиной до 10 Тл. Цель этого исследования состояла в изучении экситонного состояния с максимально возможной силой осциллятора. При теоретическом анализе были решены сразу несколько задач численного моделирования. Во-первых, был применен численный расчет с неоднородной сеткой, которая позволяет значительно сократить время расчетов и их объем без потери точности. Во-вторых, оптимизированный метод расчета позволил совместно рассчитывать экситонные состояния с тяжелой и с легкой дыркой, а также учесть в расчете их взаимное смешивание.
4) Установлено, что для структур высокого качества и в экспериментальных условиях, реализуемых в методе накачки-зондирования со спектральным разрешением, динамика уширения экситонных резонансов, в значительной мере, определяется динамическими процессами в резервуаре неизлучающих экситонов, характеризуемых большим волновым вектором вдоль слоя квантовой ямы
5) Выполнено сравнение динамики нерадиационного уширения с кинетикой люминесценции, измеренной на том же образце при различных условиях оптического возбуждения.
Игнатьев Иван Владимирович- профессор, общее руководство проектом, анализ экспериментальных данных
Белов Павел Алексеевич - с.н.с., проведение теоретических расчетов
Михайлов Андрей Валерьевич - с.н.с., проведение экспериментальных исследований
Григорьев Филипп Сергеевич-с.н.с., проведение экспериментальных исследований
Трифонов Артур Валерьевич - -с.н.с., проведение экспериментальных исследований
Курдюбов Андрей Сергеевич -инженер-исследователь, проведение экспериментальных исследований
Храмцов Евгений Сергеевич- инженер-исследователь, проведение теоретических расчетов
Григорьева Наталья Романовна - доцент, анализ экспериментальных данных
Логинов Дмитрий Константинович - н.с., проведение теоретических расчетов
Шарипова Маргарита Маратовна - лаборант-исследователь, проведение экспериментальных исследований
Акроним | RFBR_a_2019 - 3 |
---|
Статус | Завершено |
---|
Эффективные даты начала/конца | 22/03/21 → 28/12/21 |
---|