Elektronika 2009-05.pdf - Instytut Systemów Elektronicznych ...

obszar z nią związany. Zatem gdy istnieje potrzeba badaniawarstw położonych głęboko w strukturze lepiej zastosowaćeksperyment PR. Różne obszary zastosowań tych eksperymentówwynikają z różnych mechanizmów modulacji im towarzyszącym,co zostało szczegółowo opisane w pracy [8].Analiza widm optycznych (fotoodbiciowych) polega na modelowaniumierzonych linii spektralnych związanych z procesamiabsorpcji w badanych strukturach za pomocą formułymatematycznej [1]:gdzie: R i R’ są wartościami niezaburzoną i zaburzoną (czynnikiemmodulującym jak np. oświetlenie dodatkową wiązkąlaserową) współczynnikami odbicia, n-numer przejściaoptycznego, C j - amplituda, J - faza, E j i G j odpowiednio energiai poszerzenie modelowanej krzywej. Parametr mzwiązany jest z charakterem przejścia optycznego. Procedurataka w połączeniu z obliczeniami struktury energetycznejpozwala identyfikować przejścia optyczne oraz badaći wyznaczać parametry takie jak masa efektywna, czy przer -wa energetyczna elementów składowych badanych strukturpółprzewodnikowych.RezultatySpektroskopia modulacyjna struktur na zakrestelekomunikacyjny 1,3...1,55 µmStudnie kwantowe: Obszar spektralny 1,3...1,55 µm jest bardzoważnym obszarem z punktu widzenia zastosowań telekomunikacyjnych.Długości fali 1,3 oraz 1,55 µm to tzw. II i IIIokna transmisyjne dla których zdiagnozowano najmniejszątłumienność obecnie stosowanych światłowodów. Oznaczato, że istnieje duże zapotrzebowanie na źródła światła właśnieo takich długościach fali świetlnej. W rozdziale tym zostanieprzedstawione kilka wyników zastosowania spektroskopiimodulacyjnej do badania właściwości optycznych struktur takichjak studnie, kropki czy kreski kwantowe przeznaczonychwłaśnie do zastosowań laserowych w wymienionym zakresiespektralnym.Na rysunku 3. przedstawiono widma bezkontaktowegoelektroodbica dla studni kwantowych GaNAsSb/GaAs [9] badanychw ramach współpracy grupy z National Research Council,Ottawa (Kanada). Dzięki obserwacji w mierzonychwidmach (górny panel) wielu linii spektralnych związanychz absorpcją między poszczególnymi stanami związanymiw badanych studniach kwantowych możliwe było wyznaczenienieciągłości pasma przewodnictwa CBO (ang. ConductionBand Offset (Qc)) w badanym systemie (pomiędzy warstwąstudni i bariery). Informację tę można otrzymać modelująclinie spektralne oraz wykonując obliczenia struktury pasmowej,tj. energii poszczególnych przejść optycznych w funkcjiprocentowej nieciągłości pasm jako parametru swobodnegoobliczeń. Stosując podobne podejście można wyznaczyć nietylko wielkość nieciągłości pasm na granicy dwóch różnychmateriałów półprzewodnikowych, ale też wiele innych istotnychz punktu widzenia konstruowania przyrządów wielkościjak przerwy energetyczne, czy masy efektywne nośnikóww poszczególnych warstwach struktury.Rys. 3. Górny panel: widmo bezkontaktowego elektroodbicia dlastudni kwantowej GaN 0.025 As 0.705 Sb 0.27 /GaAs (czarna linia) wrazz rezultatem modelowania (szara linia) oraz moduły poszczególnychrezonansów (czarna przerywana linia). Dolny panel: Obliczeniaprzejść optycznych w funkcji procentowej nieciągłości pasm [9]Fig. 3. Top panel: the room temperature CER spectrum of theGaN 0.025 As 0.705 Sb 0.27 /GaAs QW (solid line) together with the fittingcurve (thick line) and the moduli of individual CER resonances(dashes lines).Bottom panel: theoretical calculations performed forvarious QC [9]Takie podejście wielokrotnie stosowano do badania podobnychstruktur (np. pięcioskładnikowych studni kwantowychGaInNAsSb/GaAs) w ramach współpracy z UniwersytetemStanforda (USA) [10]. Między innymi zbadano wpływ koncentracjiatomów antymonu [11] oraz atomów indu [12] naenergie przejść optycznych oraz na nieciągłość pasm w studniachkwantowych Ga(In)NAs(Sb)/GaAs. Ponadto zbadanotakże wpływ zmiennego składu warstw studni oraz wpływ wygrzewaniana lokalizację poziomu Fermiego [13,14] w badanychstudniach kwantowych.Kropki i kreski kwantowe: Intensywne badania strukturz kropkami [15-17], czy kreskami kwantowymi [18-20] prowadzonesą w ramach współpracy z takimi ośrodkami jak Uniwersytetw Wuerzburgu (Niemcy) Laboratoire de Photoniqueet de Nanostructures, CNRS (Francja) oraz Politechnika w Lozannie- EPFL (Szwajcaria). Warto dodać, że duża częśćwspomnianych badań prowadzona była w ramach uczest-Rys. 4. Porównanie widma CER oraz widma PL dla strukturyz kropkami kwantowymi InAsN umieszczonymi w studni kwantowejInGaAsN/GaAs [16]Fig. 4. Comparison of CER spectra and PL spectra for InAsN quantumdots structure embedded in InGaAsN/GaAs quantum well [16]ELEKTRONIKA 5/2009 79