Содержание к диссертации
Список использованных сокращений..: 3
Введение 4
Глава 1. Характеристика соединений AllBVI и твердых растворов на их основе 6
Тверділе растворы на основе соединений A"BVI 8
Твердые растворы A"BVI с машитной компонентой — разбавленные магнитные полу
проводники (РМП) 18
Перенос энергии по 3(/-оболочкам ионов Мп2+ 37
Глава 2. Методика и техника эксперимента 43
Глава 3. Перепое энергии возбуждения по внутренним 32+ и
CdyMn^Te (кинетические свойства 3(/-ліоминесценции) 45
Глава 4. Модель релаксации возбуждения по Зг/-оболочкам Мп2+ в РМП 55
Численные расчеты 58
Влияние нелинейных процессов 65
Глава 5. Люминесценция структур с пониженной размерностью на основе РМП группы
A"BVI 72
Кинетические свойства впутрицентровой люминесценции Мп2+ в структурах с кван
товыми ямами Cd(Ji6Mno>,jTe/C(lo,5Mgof;;Te 78
Экситонная и внутрицентровая люминесценция в структурах с КЯ ZnMnTe/ZnMgTe 82
Люминесценция нанокристаллов A"BVI, активированных ионами Мп2+ 92
Заключение (основные выводы) 101
Литература 103
Список использованных сокращений
ВЛ —внутрицеитровая люминесценция
КП — кооперативный процесс
КЯ — квантовая яма (20-гетероструктура)
МС — монослой
РМП —разбавленный магнитный полупроводник
СР — сверхрешетка
ТР — твердый раствор
Введение к работе
Разбавленные магнитные полупроводники (РМП) представляют собой особый тип твердых растворов, в которых катион частично замещается магнитной компонентой (ионами элементов группы железа или редких земель). Объектом исследования настоящей работы являются полупроводники группы A"BVI с ионами Мп.
Соединения A"BVI являются полупроводниковыми материалами, которые подробно изучались и находили применение на протяжении многих десятилетий. В последние годы интерес к этой группе соединений неуклонно возрастает в связи с успешными результатами по созданию на их основе наноструктур и выявляющимися широкими возможностями их практических применений.
Соединения этого класса обладают различными значениями ширины запрещенной зоны — от нулевых до нескольких электрон-вольт, вследствие чего их электрические, фотоэлектрические и оптические характеристики также варьируются в широких пределах. В соответствии с этим спектральный диапазон фоточувствителыюсти, люминесценции и лазерного излучения может изменяться от инфракрасной до ультрафиолетовой области. Проводимость веществ этого класса варьируется от значений, соответствующих полуметаллу, до значений, соответствующих изолятору.
Многие твердые растворы на основе полупроводников A"BV1 с анионным и катиоиным типом замещения к настоящему времени изучены также подробно, как и бинарные соединения.
Научная новизна диссертации состоит в получении следующих результатов:
Влияние уровня оптического возбуждения, температуры и концентрации магнитной компоненты на оптические свойства и перенос энергии возбуждения по 3*/-оболочкам магнитных ионов в объемных РМП;
Кинетическое уравнение, описывающие затухание внутрицентровой люминесценции (ВЛ) ионов Мп2+;
Анализ нелинейных членов кинетического уравнения, описывающего затухание ВЛ ионов Мп2+:
А. Влияние перехода от объемных объектов к структурам с пониженной размерностью - двумерным и нульмерным на спектральные и кинетические свойства ВЛ Mn2t; 5. Трансформация спектра излучения экситонов и ВЛ Мп2+ двумерных структур па основе РМП при повышении уровня оптического возбуждения, связанная в насыщением Зг/-состояний и усилением безизлучательных процессов.
Практическая ценность диссертации заключается в получении новых сведений об оптических свойствах перспективных веществ — РМП группы A"BV1, содержащих марганец, и структур с пониженной размерностью на их основе.
Апробация диссертации. Материалы, изложенные в диссертации, докладывались и обсуждались на международной конференции Luminescence and Optical Spectroscopy of Condensed Matter (23-27 августа 1999, Осака, Япония), IV Российской конференции по физике полупроводников (25-29 октября 1999, Новосибирск, Россия), на научных семинарах отдела Физики твердого тела НИИ Физики им. В.А. Фока СПбГУ. Основные результаты изложены в восьми печатных работах. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Первая глава носит обзорный характер. В ней изложены основные экспериментальные и теоретические данные об оптических свойствах соединений A"BVI и твердых растворов, и том числе РМП, на их основе. Более подробно рассмотрены сведения о спектральных и кинетических свойствах ВЛ Мп2+, имевшиеся к началу работы над диссертацией.
Вторая глава является методической, в пей кратко описаны исследованные образцы и экспериментальная установка.
В третьей главе приведены оригинальные экспериментальные результаты по спектрально-кинетическим свойствам ВЛ, предложено кинетическое уравнение, описывающие динамику внутрицептрового фотовозбуждения Зс1-оболочки Мп2+ в РМП.
В четвертой главе изложены результаты численного интегрирования кинетического уравнения ВЛ, проанализировано влияние различных членов кинетического уравнения на характер кривых затухания ВЛ.
В пятой главе приведены результаты исследования ВЛ Мп2+ и экситонной люминесценции в структурах, содержащих квантовые ямы (КЯ) с ионами Мп2+, рассмотрены особенности ВЛ Мп2+ в ианокристаллах группы A"BVI, активированых марганцем.
