Optyczna spektroskopia nanostruktur - Kierunki zamawiane ...

Rysunek 1.17. Widma fotoluminescencji GaP w
temperaturze 1.6 K ukazujace pojedyncze linie par oraz
szerokie pasma dla przejść donor – akceptor S – Si oraz
Te – Si [ 9 ]. Podano niektóre numery par.
Rysunek 1.18. Diagram konfiguracyjny;
ħω a —energia zaabsorbowanego fotonu, ħω e
— energia wyemitowanego fotonu, ∆Q —
deformacja sieci zwiazana ze wzbudzeniem
defektu, ∆E T — energia konieczna do wzbudzenia
defektu na drodze termicznej.
Ilustruje to diagram konfiguracyjny (Rys. 1.18), na którym przedstawiono energie układu w
róŜnych stanach elektronowych w funkcji współrzednej Q, reprezentującej lokalną deformację
sieci. Krzywe na tym rysunku ilustrują zaleŜność energii od Q w stanie podstawowym i wzbudzonym.
Minima tych zaleŜności znajdują się w róŜnych miejscach. Wzbudzenie elektronu domieszki
przez proces absorpcyjny AB prowadzi do deformacji układu, który następnie relaksuje
do stanu C, oddając nadmiar energii poprzez emisję fononu. Proces rekombinacji promienistej
odbywa się na drodze CD, a układ, w celu powrócenia do pierwotnego stanu równowagi A, emituje
kolejny fonon. RóŜnica energii EAB−ECD obu tych procesów nosi nazwę przesuniecia Francka
– Condona lub przesunięcia stokesowskiego, związanego z przemieszczeniem atomów pod
wpływem wzbudzenia optycznego. Energia ECA, będaca róŜnicą energii obu stanów równowagi,
równa jest termicznej energii aktywacji domieszki ∆E T. Model diagramu konfiguracyjnego opiera
się na fakcie, Ŝe wszystkie przejścia elektronowe są o kilka rzedów szybsze od przejść z udziałem
fononów. Oznacza to, Ŝe w czasie przejścia elektronowego atom „nie zdąŜy” zmienić swojego
połoŜenia. Dlatego na diagramie konfiguracyjnym dozwolone są jedynie przejścia pionowe.
Oprócz defektów, waŜna rolę w procesach emisji światła w półprzewodnikach odgrywają ekscytony.
Przykład złoŜonego widma fotoluminescencji przedstawiony jest na Rys. 1.19. Widoczne
przejścia odpowiadają rekombinacji ekscytonu swobodnego (1) oraz rekombinacjom ekscytonów
__________
9 D. Thomas, M. Gershenzon, F. Trumbore, Phys. Rev. 133, A269 (1964).
34