optyka nanostruktur struktura pasmowa wpływ naprężeń stała sieci
TRANSCRIPT
Optyka nanostruktur
Sebastian Maćkowski
Instytut FizykiUniwersytet Mikołaja KopernikaAdres poczty elektronicznej: [email protected]: 365, telefon: 611-3250
SL 2008/2009
Struktura pasmowa
SL 2008/2009
przejścia optycznie dozwolone:∆s=±1 – bright exciton
przejścia wzbronione∆s=±2 – dark exciton
Wpływ naprężeń
SL 2008/2009
Stała sieci vs. energia przerwy
SL 2008/2009
dla większości układów występuje niedopasowanie sieciowe!
Heterozłącze
SL 2008/2009
typ I typ II typ III
Studnia kwantowa
SL 2008/2009
dla nieskończonych barier
dla skończonych barier
Wzrost pseudomorficzny
SL 2008/2009
naprężenie ściskające
Zniesienie degeneracji pasm
SL 2008/2009
Epitaksja
SL 2008/2009
epitaksja z wiązek molekularnych (MBE)
p~10-9-10-10 Torr1Torr – 133 Pa
charakteryzacja in-situ
Urządzenie MBE
SL 2008/2009
Możliwości MBE
SL 2008/2009
- wytwarzanie struktur wielowarstwowych złożonych ze związków o różnych strukturach elektronowych, np. GaAs – AlGaAs (band-gap engineering = inżynieria przerwy energetycznej)
- wysoki stopień czystości chemicznej osadzanych warstw
- dobra kontrola ostrości interfejsu (zmiana składu możliwa w jednejwarstwie atomowej), możliwość otrzymywania pojedyńczej warstwy atomowej (1 ML = 1 monolayer)
- otrzymywanie supersieci (np. GaAs-AlGaAs-GaAs- itd.) o okresie od kilku Å.
- szerokie zakresy domieszkowania, np. dla (Al)GaAs, często w zakresie niedostępnym przy wykorzystaniu klasycznych metod wzrostu
Komórka efuzyjna
SL 2008/2009
RHEED
SL 2008/2009
RHEED
SL 2008/2009
warstwa CdTe na podłożu ZnTe
Oscylacje RHEED
SL 2008/2009
oscylacje natężenia pozwalają określić szybkość wzrostu
Mody wzrostu
SL 2008/2009
Frank van der Merwe
Stranski-Krastanov
Volmer-Weber
Diagram fazowy
SL 2008/2009
tak powstają kropki kwantowe
Obraz RHEED
SL 2008/2009
Frank van der Merwe
wzrostwyspowy
Obraz RHEED
SL 2008/2009
wzrost InAs na GaAs(001)przy ok. 2 ML wzrost przechodzi w mod Stransky-Krastanov’a
RHEED w przypadku wzrostu warstw niedopasowanych sieciowo
AFM
SL 2008/2009
AFM – mikroskopia sił atomowych jako metoda charakteryzacji powierzchni w ultra wysokiej próżni
3 ML CdTe na ZnTe 6 ML CdTe na ZnTe
STM
SL 2008/2009
STM – skaningowa mikroskopia tunelowa jako metoda charakteryzacji powierzchni w ultra wysokiej próżni
Spektroskopia optyczna
SL 2008/2009
Odbicie
SL 2008/2009
energie ekscytonów – pomiar prostszy niż absorpcja
Luminescencja
SL 2008/2009
dynamika ekscytonów, mechanizmy poszerzenia
Wzbudzenie luminescencji
SL 2008/2009
wzbudzenie ekscytonów, mechanizmy relaksacji
Pierwsze studnie
SL 2008/2009
GaAs-AlGaAs – dla 30% Al brak niedopasowania sieciowego
Pierwsze studnie
SL 2008/2009
testowanie mechaniki kwantowej!
Pierwsze studnie
SL 2008/2009
Luminescencja
SL 2008/2009
Luminescencja
SL 2008/2009
szerokość linii rezonansowych
Luminescencja
SL 2008/2009
zależność energii emisji ekscytonu od szerokości studni kwantowej
Luminescencja
SL 2008/2009
poszerzenie linii luminescencyjnej związane z rozpraszaniem na
fononach akustycznych i optycznych
Biekscyton
SL 2008/2009
Biekscyton
SL 2008/2009
zależność energii wiązania biekscytonuod szerokości studni kwantowej
Biekscyton
SL 2008/2009
Tunelowanie
SL 2008/2009
Podwójna studnia kwantowa
SL 2008/2009
struktura pasmowa dynamika luminescencji
Podwójna studnia kwantowa
SL 2008/2009
Tunelowanie rezonansowe
SL 2008/2009
Ekscyton skośny
SL 2008/2009
Ekscyton skośny
SL 2008/2009
Ekscyton skośny
SL 2008/2009
Efekt Starka
SL 2008/2009
Efekt Starka
SL 2008/2009