Введение к работе
Актуальность тема. Исследование квэзйдвумершх электроншх светом в полупроводниковых гетероструктурах является ЛВТвКСИВЯСГ развивавдамся направлением в Уазике твердого тела. Ограниченна ' движения электронов по одзему из аространствеянзх направлотай узкой потенциальной ямой приводит к рьэморзюму квзвтовотав энергетического спектра вдоль отого нвпразлепяя. Включение внеинего магнитного поля, перпоидккуляраого двумерному слоя-(2Д), приводит к полному квантованию энергетического спзктрэ 2Д электронов. Исследование свойств 2Д электронных систем L ш-сокой подвижностью носителей в магнитном поле показало» что мзжзлектронные корреляции б этих системах гогут .прлзодать к таким уникальным явлениям, как дробный квантовий эффект Холла . (ДКЭХ), Вппгаровсквя кристаллизация г др. Ленине явления исследовались как магнитотранспортяими, так и магнитооптическими методами.
Исследовэнио излучвтельной рекомбинации 2Д электронов с фотовозбузденкнми дырками, в принципе, позволяет измерить. квазичастичннй спвкф в 2Д электронной системе, однако, внесенио в 2Д систему неосновного воситзля шзаваот' ее конечное возмущенна. Электрон-дырочное ззаимелействне -может разрушить коррелированные состояния в ЗД электронней системе л привести к формированию экситонпнх состояний. Электроны экранируют такие. состояния, поэтому анергия связи я дисперсионные зависимости экрзнироваЕных в неэкранярс-ванннх экситонов -кардинально различны.
' Изучение электрон-дарочного взаимодействия между фотовозсувденной дыркой и электронней» системой интересно само по
себе. Б 2Д системах бнлц обнаружена такие электрон-дорочше корролііроватша состояния как экснтон Махала (связанное злектрон-дурочное состояаке, шэкжащеа при определенных условиях, нэклздцвпэго/х нэ энергии Ферми электронов и массу
ДЦрКїі) И TpKOHU (ТРОХЧЗСТЦ'ШНО ЗКСКЇОПШ0 КОМПЛСКСЫ). Из
теоретических расчетов следует, что б 2Д системах, в которых алактрои-элоктрошюе взаимодействие не равно электрзк-дирочкоыу, в условиях ДКЭХ возможно оброзовэняо сложных экситонных зосгояшй {и нзпопрсдсхвошой близости ог фотовозбужденной дырки -шходитск дробный отрицательный заряд).,
В последнее время, в связи с созданием высококачественных
СОДОКТИВНО ЛОГЯрОВОНШХ р-1-ИПа AlGaAs/GaAs ГЗЇОрОСТруКТУр,
появилась воокожеость изучать свойства 2Д дырочных систем с
нохой подвижкостьв носителей. 2Д дырки обладают значительно
большей эффективной массой чем электроны. Кроме того,' вследствие
слезой зоянса структуры в окрестности варвшы валентной зона
::--«s,- дисперсионная зависимость дырок не является
параболической. В магнитотрааспортных измерениях 2Д дарочшх
скотом наблюдался переход мотолл-изолятор в окрестности фактора
х заполнения дырок — (для электронов переход металл-изолятор
іїі-блддєотся в скромности —). Измопсшю природы основного
состояния ЗД^системя в окрестности — связывается с увеличением
массы носителей. ..''
До сих пор сравнительно нбболыаоо число магнитооптических исслодованпіі электрон-дырочных корроляроваїпшх состояний . било выполнено в 2Д электронных системах и, лишь единичные, в 2Д. дырочных, Исследовались два типа квазидвумзрннх гетероструктур: ОДИНОЧНЫе КЬЗНТОЕЫе ЯМЫ (КЯ) и гетероперехода. В-отличие от КЯ,
в геторспорсходэ 'їотовосбуядгзпмгй яос;;тсль яя'яотся тї^хгзпгллі, вследствие чого ого воляопэл їіуїл-цал в жпрппг.аіспх, перпендикулярном 2Д стою, довольно сложна. Это затрудняет интерпретация получетах рззультотоп.
Шлыэ донной робота было исслэдованиз гкрвякровеїппк экситошшх состояний в 2Д элзктроиюй и дарочяой ГГЄПЕІТОП.ІЯЗГГЗ 3
СЄЛЄКТЯВПО. ЛгГИрОВСЕНиХ AlGe^e/InGaAs/GaAs И ЛІСаЛо/ваАо/ЛІСлАо ОДИНОЧНЫХ КЯ И ПССДЗДОЕ8ЯИО ОП'ЯТЧССЮТМИ МОТОДСГСТ 2Д ДУрОЧКОЙ
мзгнптсплззмы з квантовом пределе.
Научная новизна. В настоящей работе было Еіюркл пргмзнейа. нотодика гидростатического дефлзнил для кзмсгчет'я кс-гач-п-раитЕт
2Д ЗЛОКїрОПОВ З СОЛЄКТ11ШО Л--'Г?рСЕИГПГ( Л1 Ga, Аз/In Ca, As/GaAs НЯ S УСЛОВИЯХ ЛЗоСрИГСО ^'."ЗуКД^ИЛ.
ООкорунзн побий тил магиятоссщшнигей интенсивности рокомбішацтюнного излучения 2Д электронов, обусловленных взаимодействием экргшироваишх магпятоэксигояных состояний образованных электропега пз рззішх лодчон размерного
КВЄНТОЕ0ЕИЯ.
Изнеряш времена рекомбинации 2Д днрої: із-квантово?! лрзде-о.
Обнаружено значительное увеличение доли локолкзовеніпи
і днрочанх СОСТОЯНИЙ Б окрестности v -f—.
3 В 2Д днрочной мзпппгтлазмз пяблядолось бззишдоЯсіеікз
экранированных экситонках состояния.
Научная и практическая значимость работы. Результаты,
получэтше в данной робото, лапт нову» информацию о физических
процессах, ироисходяїяпх в 2Д системах. Они. позволяют составить
картину Формирования эксптокюх состояний в заряженной 2Д
магнигснлогме и важны для понимания влияния электрон-ларечного
взаимодействия ня энергетический спектр квазичястиц е заряженной .
2Д магнитспдазмв.
Основные результата, шиосимые на защиту;
I.Отработана методике изменения концентрации 2Д электронов в селективно легированных А1 са4_ Ав/Іп^Са^Ав/СвАв КЯ в усломия лазерного возбуждения.
2.В низкотемпературных Мйгвитолшинэсцентшх исследованиях 2Д .слжтронией система с уровнем Ферма электронов вблизи дна
ВЇСрОЙ рЗЗМбрНОКВаНТОЕаіШОЙ ПОДЗОНЫ В Al Ga^ AC/tn^Ga^Ae/GaAS
. КЯ било ооиаружоно аномальное поведение шгтенсивностой линий ФЯ в области розонзнсов энергия переходов j^-Ib и 0/-Oh.
З.Иокозано, что в 2Д электрошок ыапштоплазме кулоновское взаимодействие меяду электронами на верхнем заполненном уровне Ландсу и ФотоБОЗоуаденноа днрхой приводит к образованию т гюто экситоеов .
. 4.Измарякц времена нзлучотольной рекомбинации 2Д дарок с « фотовозбуедояпыми электронами в р-типа селективно легированных
*'К „О», ,A6/G«Aa/Aln ,Са„ Аа КЯ.
б.Показакэ, что ковие низкозворгетичаекпе лиши,
і воагзжгздче в ' спектрах магагтолщниасцешши при vh* — , имеют
данное время затухания. Это позволяет связать их с рекомбинацией из локализованных дирочнмх состояний. Доля лшелизовшш состояний резко возрастает в окрестности vh«. —.
Ньлуцировашш ма/шіїшм полом локализация зависит . от темп-эратура и исчезает при Т=»1.5-К.
б.Исслодоганц спектра йЛ н Фотошэбуадония одиночной р-типа
СвЛ?1К.ТИВНО-ЛеПфОВВННОЙ Al0 3Сао 7As/GaA*/Al0 3Сао Jk.% ?{Я,
ориентированной в направления {311 ь во внешнем магнитном поло и пейдош мвгштгополввые зависимости энергий оптических пороходов
7. йзмэряяо' зеекзвовсков расщепление япшй фотопоэбуадзнля
П8Р9Х0Д0В »>h*-e' Н lh-e*.
8.В ЯД дыро^ЕОй мапгатоплвзмэ наблвдзлось взаимодействие экранированных экситонных состояний hht(3d-) и lh^ie).
Апробация работа, разультеты работы докладывались на кзсхоа
международной коефореэдгя по мэду-шрсЕЕНяш голупроЁодгаксигя
структурам и на научных семинарах в ЙОТ РАН.
Структура работа. Диссерташи состоит вз восъка разделов; введеная, пятя основних глав, заішисння я списка щттруомоА литература.