Размерные эффекты в квантовых ямах GaAs/AlGaAs различной толщины в электрическом, магнитном и деформационных полях тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

УБЫЙВОВК ЕВГЕНИЙ ВИКТОРОВИЧ

РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ В КВАНТОВЫХ ЯМАХ ОаА*/АЮаА5 РАЗЛИЧНОЙ ТОЛЩИНЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ, МАГНИТНОМ И ДЕФОРМАЦИОННЫХ ПОЛЯХ

Специальность 01.04.07 - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

003460074

Санкт-Петербург 2009

003460974

Работа выполнена на кафедре физики твёрдого тела физического факультета Санкт-Петербургского государственного университета

Научный руководитель:

к.ф.-м.н., доцеот Иван Владимирович Игнатьев

Официальные оппоненты:

д.ф.-м.н. Александр Наумович Резницкий

д.ф.-м.н. Дмитрий Анатольевич Фирсов

Ведущая организация:

Московский Государственный университет им. М. В. Ломоносова

Защита диссертации состоится 2009 г. в // часов на заседании

совета Д212.232.33 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 198504, С,-Петербург-Петродворец, Ульяновская 1, конференц-зал НИИФ СПбГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по вышеуказанному адресу ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан

2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы.

Полупроводниковые гетероструктуры находят в настоящее время широкое практическое применение в оптоэлектронике и лазерной технике, поэтому изучение их физических свойств, в том числе экситонных состояний, представляется несомненно актуальным. Развитие технологии выращивашга гетероструктур, прежде всего метода молекулярной пучковой эпитаксии, позволяет получать образцы с высоким кристаллическим совершенством и резкими гетерограницами, что позволяет исследовать «тонкие» физические явления, ранее недоступные для наблюдения. Экспериментальные исследования размерных эффектов в полупроводниковых слоях разной толщины являются перспективными для получения информации о экситонных состояниях вдали от энергии основного перехода, поскольку квантование движения экситона в ограниченном слое позволяет наблюдать состояния с большими кинетическими энергиями, что невозможно для объёмных материалов. Цели и задачи работы.

Целью диссертационной работы является систематическое экспериментальное исследование эффектов размерного квантования в эпитаксиальных квантовых ямах ОаАз/АЮаАэ различной толщины в диапазоне от единиц нанометров до долей микрона методам! оптической спектроскопии отражения и люминесценции. Задачами работы являлись:

• получение высококачественных образцов с квантовыми ямами ОаАя/АЮаАз,

• экспериментальное исследование эффектов размерного квантования в серии гетероструктур с квантовыми ямами различной толщины в диапазоне от единиц нанометров до долей микрона,

• определите диапазонов толщин Ям, в которых наблюдаемые эффекты описываются моделью квантования движения носителей и моделью интерференции поляритонных состояний,

• изучение поведения экситона вблизи гетерограницы и определение толщины «мертвого» слоя,

• разработка экспериментальных методов и устройств для приложения к исследуемым образцам одноосного давления и электрического напряжения,

• изучение роли легких эксигонов в формировании спектральных особенностей в толстых квантовых ямах,

• изучение поведения поляритонных состояний в продольном магнитном попе.

Научная новизна.

Высокое кристаллическое совершенство специально отобранных для исследований гетероструктур впервые позволило идентифицировать высоковозбужденные поляритонные состояния в самых толстых из исследованных к настоящему моменту квантовых ям. Существенно, что эти состояния впервые были исследованы в широком диапазоне экспериментальных условий, в том числе при использовании таких внешних воздействий, как электрическое и магнитное поля, одноосная деформация. Исследование подробной серии гетеростуктур впервые позволило проследить за переходом от режима квантования движения экситона к режиму квантования движения носителей. Экспериментальные данные были интерпретированы в рамках существующих теоретических моделей, что впервые позволило установить границы применимости этих моделей. Впервые исследованы поляритонные состояния при одноосном давлении на кристалл и при больших углах падения света относительно нормали. Впервые определена толщина мертвого слоя путем сопоставления данных просвечивающей электронной микроскопии и спектроскопии отражения. Исследования высоковозбужденных поляритонных состояний в

магнитном поле привело к обнаружешпо нового явления - увеличение продольного магнитного момента экситона при его движении. Было установлено, что величина зеемановского расщепления поляритонных состояний возрастает с ростом их номера, т.е. с ростом кинетической энергии экситона. Научная и практическая значимость.

Полученные в работе закономерности поведения поляритонных состояшш в серии эпитаксиальных гетероструктур ОаАя/АЮаАз с квантовыми ямами различной толщины могут бьггь положены в основу дальнейших экспериментальных и теоретических исследований. В частности, выделение области толщин ям, в которых эффект размерного квантования не описывается ни одной из существующих моделей, делает актуальным развитие новых теоретических построений доя таких гетероструктур. Полученная в работе информация о проявлении размерно-квантованных поляритонных состояний не только в спектрах отражения, но и в спектрах люминесценции может быть использована для чувствительной оптической характеризации гетероструктур с высоким кристаллическим совершенством. Разработанные методы исследования поляритонных состояний, использующие одноосную деформацию образца, могут быть использованы при изучении других типов объектов. Полученные данные о роли легких экситонов и толщине мертвого слоя полезны при сравнительном изучении гетероструктур различных типов. Обнаружение резкого роста зеемановского расщепления с увеличением номера уровня размерного квантования должно способствовать существенному прогрессу в понимании магнитных свойств состояний поляритонов с большой кинетической энергией. Научные положения, выносимые на защиту.

1. Исследование поляритонных состояний может быть эффективно использовано для характеризации кристаллического совершенства высококачественных гетероструктур.

2. Эффект размерного квантования проявляется в виде раздельного квантования движения носителей при толщинах квантовых ям меньших диаметра экситона, и в виде квантования движения центра масс экситона при толщинах квантовых ям больше 5-ти диаметров экситона. Для промежуточных толщин ям адекватное описание эффекта в настоящий момент отсутствует.

3. Использование понятия «мертвого слоя» в поляритошюй модели для описания эффекта размерного квантования в толстых квантовых ямах находит экспериментальное подтверждение.

4. Квантование поляритонных состояний проявляется не только в спектрах поглощения и отражения, но и в спектрах фотолюминесценции толстых гетерослоев.

5. Квантованные поляритонные состояния испытывают расщепление в магнитном поле, которое характеризуется эффективным g-фактором, существенно превосходящим g-фактор экситона.

Апробация работы.

Результаты диссертационной работы докладывались на 17-ти международных и всероссийских конференциях и симпозиумах, включая:

• International Conference on Luminescence and Optical Spectroscopy of Condensed Matter" (Budapest, Hungary, August 2002),

• VI Российская конференция по физике полупроводников (Санкт-Петербург, октябрь 2003),

• 6th International Conference on Excitonic Processes in Condensed Matter, (July 6-9,2004, Cracow, Poland),

• 4th International Conference on Physics of Light-Matter Coupling in Nanostructures (June 29-July 3,2004, St. Petersburg, Russia),

• 13th International Symposium NANOSTRUCTURES: Physics and Technology (St Petersburg, Russia, 20-25, June 2005),

• XXXV International School on the Physics of Semiconducting Compounds, Jaszowiec, Poland, June 2006,

• 15th International Symposium NANOSTRUCTURES: Physics and Technology (Novosibirsk, Russia, 25-29, June 2007),

• XXII Российская конференция по электронной микроскопии, Черноголовка, 2-6 июня 2008.

Результаты работы докладывались также на Всероссийских молодежных конференциях цо физике полупроводников и полупроводниковой опта- и наноэлектронике в 2001, 2002, 2004 годах и научных семинарах кафедры физики твердого тела физического факультета СПбГУ. Публикации. Основная часть результатов, вошедших в диссертацию, опубликована в 23 работах. Из них 17 являются тезисами и материалами конференций, а 5 - публикациями в рецензируемых журналах, 3 из которых входят в список ВАК. Они приведены в конце автореферата [А1-А23]. Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 5-ти глав, заключения и списка цитируемой литературы из 84 наименований. Объем диссертации составляет 125 страницы, включая 45 рисунков и 1 таблицу.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении кратко изложены причины высокого научного и практического интереса к оптическим свойствам гетероструктур с квантовыми ямами, квантовыми точками и сверхрешетками. Указывается, что современные технологии эпитаксиального выращивания позволяют создавать гетеро-структуры с высоким кристаллическим совершенством, что открывает возможности изучения тонких физических эффектов.

Глава 1 посвящена обзору основных представлений об эффекте размерного квантования в слоях различной толщины. Рассматриваются две основные модели - модель размерного квантования движения носителей и

модель квантования движения экситона. Описывается свето-экситогаюе взаимодействие, приводящее к формированию поляритонов. Делается обзор экспериментальных и теоретических исследований в этой области, выполненных до начала исследований в рамках данной диссертационной работы. Отмечается, что с момента публикации пионерских экспериментальных исследований по эффекту размерного квантования в тонких [1] и толстых [2] слоях в литературе появилось много работ для слоев различной толщины. Однако систематическое исследование размерного эффекта как фушсции толщины квантовой ямы и величины внешних полей отсутствует.

Глава 2 носит в основном методический характер. Она посвящена описанию методики изготовления и отбора высококачественных образцов для экспериментальных исследований. Много внимания уделено оценке качества гетероструктур по спектрам фотолюминесценции и отражения, выявлению различного типа дефектов и технологическим приемам выращивания гетероструктур, позволяющим минимизировать количество дефектов. Приводится описание основных экспериментальных методов исследования низкотемпературных спектров люминесценции и отражения гетероструктур.

Глава 3 посвящена экспериментальному исследованию проявлений поляритонного эффекта в спектрах отражения серии гетероструктур с квантовыми ямами различной толщины. Впервые эффект размерного квантования в толстых квантовых ямах наблюдался автором в 2001 году в ходе исследования качества гетероструктуры с ростовым номером е292. Выше основного перехода для объемного экситона ОаАя был обнаружен ряд характерных разбегающихся осцилляции (рис. 1), энергетическое положите которых хорошо аппроксимируется параболической зависимостью от их номера (см. вставку на рис. 1). Были выполнены различные эксперименты, описанные в разделах 3.2 и 3.3, по исследованию вариации спектров отражения при изменении температуры образца и приложении к нему электрического напряжения вдоль ростовой оси, убедительно показывающие поляритонную

с и

.о

го

с

га

5= (О CÙ

BulkEx

L = ЗЗОпт

Т=10 к

— backgraund signal

— Reflection

1520

природу наблюдаемых осцилляции Помимо этого, результаты указанных экспериментов содержат ценную информацию о сечениях взаимодействия поляритонных состояний с фононами и носителями тока, которая может быть получена при моделировании спектров в рамках поляритошюй модели.

В разделе 3.4 путем сравнения 0 5 10 15 20 25

Oscillation number п экспериментального спектра с тео-

а = 0.035 meV /

1515

Рис. 1

1520 1525 Energy, meV

1530

ретическими, рассчитанными Д. К. Логиновым, изучен вопрос о соотношении вкладов тяжелых и легких экситонов в спектр возбужденных поляритонных состояний. Показано, что вклад легких экситонов наблюдается только вблизи основного экситонного перехода. Для высоковозбужденных состояний его трудно идентифицировать из-за значительно большего, чем для тяжелого экситона, уширения состояний. Вопросы экспериментального разделения вкладов легких и тяжелых экситонов методом пьезоспектро-скопии обсуждаются в разделе 3.5, где описаны оригинальные прессы для создашм одноосного давления вдоль и поперек ростовой оси. Получены спектры отражения и люминесценции при давлении в несколько килобар, которые при теоретическом моделировании могут дать це1шую информацию о соотношении этих вкладов. Демонстрация того факта, что спектральные осцилляции с большим номером формируются экситонными состояниями с большим волновым вектором, приведена в разделе 3.6. Показано, что скорость разбегания осцилляций одинакова для спектров отражения, измеренных при нормальном падении света и под углом Брюстера.

В разделе 3.7 описаны результаты экспериментального определения толщины мертвого слоя для экситонов в широкой квантовой яме. Для этой цели по спектроскопическим данным была определена эффективная толщина квантовой ямы ОаЛы/ЛЮаЛз. Затем, в той же точке гетеростуктуры была определена физическая толщина слоя ОаАэ методом просвечивающей электронной микроскопии. В результате получено значение = 21±2 пт, которое согласуется с оценками, встречающимися в литературе [3,4].

В разделе 3.8 суммированы результаты спектроскопического исследования большой серии гетеро-

100000 10000

>

(и II

1000

100

10

> о

во 120 160 /.(пт)

роМоп

е-Ь ртг

200

Рис. 2

400 600 ¿.(пт)

800 1000

структур с квантовыми ямами различной толщины. По этим данным определен параметр а, характеризующий скорость раз-бегания спектральных осцил-ляций, и построена его зависимость от толщины ямы (рис.2). Моделирование этой зависимости в рамках двух базовых моделей показало, что модель квантования движения носителей

хорошо описывает эксперимент для малых толщин квантовых ям Ь < 100 пт. Для квантовых ям Ь > 200 пт эта зависимость хорошо описывается поля-ритонной моделью, в которой учитывается мертвый слой. В обоих случаях для описания эксперимента не требуется никаких подгоночных параметров. В промежуточной области 100 шп <Ь < 200 пт для описания экспериментальной зависимости требуется развитие новой модели.

Глава 4 посвящена обсуждению спектров люминесценции образца с квантовой ямой 330 пт в продольном магнитном поле. Помимо интенсивных пиков, приписываемых переходам из основного состояния свободного и

а = 0.03 теУ

связанного экситонов, в спектре наблюдается серия пиков гораздо меньшей интенсивности, расположенных на коротковолновом крыле экситонного гожа

с характерным для поляритонных состояний увеличением расстояния между ними (рис. 3). Для исследования этих состояний была использована оригинальная методика измерения спектров возбуждения люминесценции за счет сдвига спектра в продольном магнитном поле (диамагнитного сдвига) при фиксированной длине волны возбуждения. Анализ полученного

(Л с;

ш +-<

с _1 О.

1.512 1.514 1.516 1.518 1.520 Епегду, е\/

Рис. 3

спектра показал хорошее совпадение полученных спектральных особенностей с особенностями, полученными в спектре отражения.

Глава 5. Исследовшше поведения поляритонных резонансов в магнитном

поле, результаты которого излагаются в этой главе, привело к обнаружению нового явления: увеличение продольного магнитного момента экситона при его движении. Проводились исследования спектров отражения квантовой ямы 330 пт в продольном магнитном поле в диапазоне от 0 до 10 Т с шагом 0.1Т при

ю 1.522

Рис.4

температуре 1.6 К. Положение спектральных осцилляций в двух циркулярных поляризациях как функция магнитного поля показано т рисунке 4.

Было установлено, что величина зеемановского расщепления поляри-тонных состояний возрастает с рос-

15

13 том их номера, т.е. с ростом кинети-и

ческой энергии экситона (рис. 5). Существенно, что этот эффект связан с движением центра масс экситона как целого и отсутствует в узких квантовых ямах, где движение электронов и дырок квантуется независимо. Расщепление нелинейно по магнитному полю и поэтому не

О

Рис. 5

может быть описано с помощью введения g-фaктopoв. Однако начальный участок зависимостей (0-4Т) подгоняется линейной зависимостью со значением §-фактора, увеличивающимся приблизительно в восемь раз для наиболее высоковозбужденного состояния, исследованного в эксперименте, по сравнению с g-фaкгopoм основного экситонного состояния.

Основные результаты работы.

1. В спектрах отражения высококачественных эпитаксиальных гетеро-структур ОаАя/АЮаАя с толстыми квантовыми ямами обнаружены спектральные осцилляции, обусловленные высоковозбужденными поляритонными состояниями. Дано количественное описание эффекта «разбегания» осцилляций в рамках поляритонной модели.

2. Определен вклад поляритонных состояний легкого экситона в формирование спектров отражения толстых слоев ОаЛБ. Установлено, что этот

вклад присутствует только в узкой спектральной области вблизи основного экситонного перехода.

3. Экспериментально продемонстрировано снятие вырождения валентных зон, соответствующих состояниям легкой и тяжелой дырок, при одноосной деформации гетероструктур на основе арсенида галлия в плоскости гетерослоев. Это дает принципиальную возможность однозначного выделения в спектрах отражения поляритонных состояний тяжелых экситонов.

4. Экспериментально продемонстрировано исчезновение поляритошюй структуры в спектрах как при увеличении температуры образца, так и при прохождении электрического тока через гетероструктуру. Этот эффект, обусловленный рассеянием поляритонных мод на фононах и свободных носителях, фактически моделирует рассеяние поляритонов на дефектах структуры и может быть использован для оценки структурного совершенства выращиваемых полупроводгагковых слоев.

5. На основании результатов экспериментального исследования поляритонных осцилляций в спектрах отражения большой серии гетероструктур установлен универсальный характер зависимости скорости разбегания осцилляций от толщины квантовой ямы. Определены области толщин квантовых ям, в которых скорость разбегания осцилляций хорошо описывается в рамках поляритонной модели и в рамках квантования движения носителей.

6. Путем сравнения эффективной толщины квантовой ямы, найденной из анализа спектра отражения, и реальной толщины, измеренной с помощью просвечивающей электронной микроскопии, впервые получена количественная оценка толщины так называемого «мертвого слоя», используемая до настоящего момента исключительно как подгоночный параметр теории.

7. Экспериментально обнаружено проявление высоколежащих поляритон-ш>1Х квантовых уровней в спектрах люминесценции пространственно ограниченных слоев арсенида галлия большой толщины.

8. По результатам изучения расщепления размерно-квантованных высокоэнергетических поляритонных состояний в продольном магнитном поле установлено, что величина расщепления резко возрастает с ростом номера уровня квантования.

Список основных публикаций, включенных в диссертацию

[Al] Е. В. Убыйвовк, "Влияние давления на экситоны в квантоворазмерпых гетероструктурах" III Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектро-нике, Санкт-Петербург (2001) с. 63.

[А2] Е. Ubyivovk, Yu. К. Dolgikh, Yu. P. Efimov, S. A. Eliseev, I. Ya. Gerlovin, I. V. Ignatiev, V. V. Petrov, and V. V. Ovsyankin, "Spectroscopy of high-energy excitonic states in ultra-thick GaAs quantum wells with a perfect crystal structure", International Conference on Luminescence and Optical Spectro-scopy of Condensed Matter" (Budapest, Hungary, August 2002).

[A3] E. В. Убыйвовк, "Эффектразмерного квантования в сверхтолстых GaAs квантовых ямах" IV Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике (2002), с. 71.

[А4] Е. Ubyivovk, Yu. К. Dolgikh, Yu. P. Efimov, S. A. Eliseev, I. Ya. Gerlovin, I. V. Ignatiev, V. V. Petrov, and V. V. Ovsyankin, "Spectroscopy of high-energy excitonic states in ultra-thick GaAs quantum wells with a perfect crystal structure" J. Lumin., Vol. 102-103, Pages 751-754 (2003).

[A5] Убыйвовк E. В. "Исследование эффекта размерного квантования в сверхтолстых квантовых ямах" Восьмая Санкт-Петербургская ассамблея молодых ученых и специалистов (Санкт-Петербург, 2003) с. 31.

[А6] Е. В. Убыйвовк, И. Я. Герловин, Ю. К. Долгих, Ю. П. Ефимов, С. А. Елисеев, И. В. Игнатьев, В. В. Овсянкин, В. В. Петров, И. А. Югова, "Квантование движения электронов и дырок в сверхтолстых квантовых ямах" VI Российская конференция по физике полупрово дников (Санкт-Петрбург, октябрь 2003) с. 289-290.

[А7] Е. V. Ubyivovk, Yu. К. Dolgikh, Yu. P. Efimov, S. A. Eliseev, I. Ya. Gerlovin, I. V. Ignatiev, D. K. Loginov, V. V. Petrov and V. V. Ovsyankin "Spectro-scopy of high-energy excitonic states in thick GaAs quantum wells". 6th Inter-national Conference on Excitonic Processes in Condensed Matter, July 6-9,2004, Cracow, Poland.

[А8] E. Ubyivovk, Yu. К. Dolgikli, Yu. P. Efimov, S- A. Eliseev, I. Ya. Gerlovin, I. V. Ignatiev, V. V. Pctrov, V. V. Ovsyankin, I. A. Yugova "Quantum Confme-ment in Thick Epitaxial Layers. Interference ofPolariton Waves or Quantiza-tion of the Carrier Motion?" in materials of the 4lh International Conference on Physics of Light-Matter Coupling in Nanostructures June 29-July 3,2004, St. Petersburg, Russia.

[A9] Д.К. Логшов, E.D. Убыйвовк, И.В. Игнатьев, "Экситонные поляритоны в широких квантовых ямах Gasls/AlGa/ls", сб. тезисов VI Всероссийской молодежной конф. по физ. полупроводников и полупроводниковой опто-и наноэлектронике. Санкт-Петербург, 6-10 декабря, 2004, с. 69.

[А 10] D. К. Loginov, Е. V. Ubyivovk, I. V. Ignatiev, Yu. Р .Eilmov, V. V. Petrov, S. A. Eliseev, Yu. K. Dolgikli, V. V. Ovsiankin, V. P. Kochereshko, A. V. Sel'kin, "Polariton quantization in -wide GaAs quantum wells", 13th International Symposium NANOSTRUCTURES: Physics and Technology (St. Petersburg, Russia, 20-25, June 2005), Conference Proceedings, p. 344-345.

[A11] V. P. Kochereshko, A. V. Platonov, R. T. Cox, J. J. Davics, D. Wolverson, E. V. Ubyivovk, Yu. P. Efimov, S. A. Eliseev, "Increasing of the exciton Zeeman splitting due to its movement", 13th International Symposium NANOSTRUC-TURES: Physics and Technology (St Petersburg, Russia, 2025, June 2005), Conference Proceedings, p. 346-347.

[A12] Kochereshko V.P., Platonov A.V., Cox R.T., Cibert J., Mariette H„ Davies J.J., WolversonD., Ubyivovk E. V., Efimov Yu.P., Eliseev S. A., "Increasing of the exciton-polariton Zeeman splitting due to its movement", Physica Status Solidi (c), 2005, Vol. 2/11, page 3928-3931.

[A13] Д.К. Логинов, E.B. Убыйвовк, Ю.П. Ефимов, В.В.Петров, С.А.Елисеев, Ю.К.Долгих, И.В.Игнатьев, В.П.Кочерешко, А.В.Селькин, «Интерфе-решцш поляритонных волн в структурах с широкими квантовыми ямами GaAs/AlGaAs» ФТТ, 2006, том 48, выпуск 11, стр. 1979-1987.

[А14] Е. V. Ubyivovk, I. V. Ignatiev, «Polaritonic Effect in Uniaxially Strained Heterostructures GaAs/AlGaAs», XXXV International School on the Physics of Semiconducting Compounds Jaszowiec 2006.

[A 15] J J Davies, D Wolverson, V P Kochereshko , A V Platonov , R T Cox , J Cibert, II Mariette, С Bodin, С Gourgon, E V Ubyivovk, Yu P Efimov, S A Eliseev"Motio/iaI Enhancement of Exciton Magnetic Moments in Zinc-Blende Semiconductors" Phys. Rev. Lett. 97,187403 (2006).

[A 16] D. K. Loginov , E. V. Ubyivovk, Yu. P. Efimov, V. V. Petrov, S. A. Eliseev, Yu. K. Dolgikh, I. V. Ignat'ev, V. P. Kochereshko and A. V. Sel'kin, "Interference of polariton waves in structures with wide GaAs/AlGaAs quantum wells" Physics of the Solid State Volume 48, Number 11, page 2100-2108.

[A 17] Kochereshko, V. P.; Platonov, A. V.; Davies, J. J.; Wolverson, D.; Cox, R. Т.; Cibert, J.; Mariette, H.; Ubyivovk, E. V.; Efimov, Yu. P. "Increase of the longitudinal exciton magnetic momentum due to its movement", PHYSICS OF SEMICONDUCTORS: 28th International Conference on the Physics of

Semiconductors - ICPS 2006. AIP Conference Proceedings, Volume 893, pp. 403404 (2006).

[A 18] V.P. Kochereshko, A.V. Platonov, R.T. Cox, J.Cibert, H. Mariette, D. Wol-verson, E. V. Ubyivovk, Yu. P. Efimov, S. A. Eliseev «Giant enhancement of the longitudinal exciton magnetic momentum due to its movement» 10th Symposium NANOPHYSICS AND NANOELECTRONICS 13-17 march 2006, Nijniy Novgorod, p.88-90.

[A19] В.П. Кочерешко, A.B. Платонов, R.T.Cox, J.Cibert, H.Mariette,

J.J.Davies, D.Wolverson,, E.B. Убыйвовк, Ю.П. Ефимов, C.A. Елисеев «Гигантскоеувеличение продолього магнитного момента экситона при его движе-нии» 3rd Russian-French Workshop on Nanosciences and Nanotechnologies (WNN3) June 21 - June 23, 2006, St. Petersburg, RUSSIA.

[A20] V.P. Kochereshko, A.V. Platonov, J.J. Davies, D. Wolverson, R.T. Cox, J. Cibert, H. Mariette, E.V. Ubyivovk, Yu.P. Efimov "Enhancement of the longitudinal exciton magnetic momentum due to its movement" International Journal of Modem Physics В Volume: 21 No: 8/9 Year: 2007 pp. 1350-1357.

[A21] E. V. Ubyivovk, I.Ya. Gerlovin,Yu. K. Dolgikh, S. A. Eliseev, G. E. Lachinova, D. K. Loginov,V.V. Petrov, D.R.Yakovlev and M. Bayer "Quantum-sized excitonic states observed in photoluminescence spectra of thick GaAs layers in high magnetic fields" 15th International Symposium NANOSTRUCTURES: Physics and Technology (Novosibirsk, Russia, 25-29, June 2007), Conference Proceedings, p. 3-4.

[A22] В.П. Кочерешко, A.B. Платонов, R.T.Cox, J.Cibert, H.Mariette, J.J.Davies, D.Wolverson,E.B. Убыйвовк, Ю.П. Ефимов «Гигантское увеличение продолього магнитного момента экситона при его движени» Известия РАН, Серия физическая, том 71, N1, с. 89-92, (2007).

[А23] Е. В. Убыйвовк, Д. К. Логинов, И. Я. Герловин, Ю. П. Ефимов, В. В. Петров, С. А. Елисеев, Ю. К. Долгих, А. А. Ситникова, Д. А. Кириленко «Определение приграничного мертвого слоя в широких квантовых ямах GaAs/AlGaAs». XXII Российская конференция по электронной микроскопии, Черноголовка, 2-6 июня 2008 г. Тезисы докладов, стр. 41.

Литература

[1] R. Dingle, W. Wiegmann, С. Н. Henry, Phys. Rev. Lett. 33, 827 - 830 (1974).

[2] В.А. Киселев, Б.С. Разбирин, И.Н. Уральцев, Письма в ЖЕТФ 18, 504

(1973).

[3] F. Evangelisti, A. Frova, F. Patella, Phys. Rev. В 10,4253 (1974).

[4] B.A. Киселев, Б.В. Новиков, А.Е. Чередниченко, «Экситонная спектроскопия приповерхностной области полупроводников», Изд. 2-е, СПб,

Издательство С.-Петербургского государственного университета, (2003).

Отпечатано копировально-множительным участком отдела обслужпвашм учебного процесса физического факультета СПбГУ. Приказ № 571/1 от 14.05.03. Подписано в печать 13.01.09 с оригинал-макета заказчика. Ф-т 30x42/4, Усл. печ. л. 10,7. Тираж 100 экз., Заказ № 917/с 198504, СПб, Ст. Петергоф, ул. Ульяновская, д. 3, тел. 929-43-00.

Введение.

Положения, выносимые на защиту.

Глава 1. Эффект размерного квантования в квантовых ямах различной толщины. Аналитический обзор литературы.

1.1 .Базовые понятия.

1.2. Наблюдение эффекта размерного квантования в узких КЯ.

1.3 .Экситонный поляритон.

1.4. Роль легких экситонов.

1.5. Продольный экситон.

1.6. Экситонные спектры во внешнем магнитном поле.

1.7. Выводы.

Глава 2. Спектры отражения и люминесценции гетероструктур СаАв/АЮаАв с высоким кристаллическим совершенством.

2.1. Метод изготовления образцов.

2.2. Оценка качества гетероструктур.

2.3. Установка для измерения спектров люминесценции.

2.4. Оценка качества гетероструктур по спектрам фотолюминесценции.

2.5. Свойства толстых слоев ОаАэ и А1хОа1.хАз.

2.6. Градиент толщины слоев гетероструктуры.

2.7. Установка для измерения спектров отражения.45,

2.8. Оценка качества гетероструктур при сравнении спектров люминесценции и отражения.

Гетероструктуры с квантовыми ямами, квантовыми точками и сверхрешетками являются к настоящему моменту объектами интенсивных научных и прикладных исследований. Интерес к таким системам обусловлен несколькими серьезными причинами. Прежде всего, они являются практически идеальными объектами для изучения разнообразных физических проявлений эффекта размерного квантования движения квазичастиц. При этом совершенная технология молекулярно-пучковой эпитаксии (Molecular Beam Epitaxy - МВЕ) позволяет направленно создавать структуры с различной топологией, с помощью которых можно моделировать не встречающиеся в природе, но хорошо исследованные теоретически, двумерные, одномерные и нульмерные объекты. Способность выращивать тонкие слои разных полупроводниковых материалов дала толчок к быстрому развитию нанотехнологий. Это существенно раздвинуло горизонты зонной инженерии, так как комбинируя различные полупроводниковые материалы, оказалось возможным варьировать спектр энергетических состояний гетероструктур в широких пределах.

Не менее важным является и прикладной интерес к исследованию эпитаксиальных структур. Во-первых, размеры используемых сегодня в электронной промышленности полупроводниковых приборов постепенно приближаются к порогу, за которым необходимо будет учитывать квантовые эффекты. Поэтому изучение физических свойств квантово-размерных систем позволяет учитывать их особенности при моделировании и разработке перспективных микроэлектронных приборов. Во-вторых, электронные элементы, созданные на основе полупроводниковых материалов группы АЗВ5, прежде всего GaAs, теоретически имеют значительное преимущество по сравнению с элементами на основе Si, ввиду существенно большей подвижности носителей в GaAs. Уже сейчас, благодаря своим специфическим свойствам, структуры с пониженной размерностью широко используются в таких полупроводниковых приборах как полупроводниковые лазеры на квантовых ямах и квантовых точках, инфракрасные фотоприемники, сверхвысокочастотные диоды, транзисторы и логические микросхемы.

Эффект размерного квантования движения экситонов и носителей в тонких слоях полупроводников и гетероструктурах изучается уже не первое десятилетие. Тем не менее, непрерывное совершенствование технологии, позволяющей выращивать многослойные гетероструктуры с высоким кристаллическим совершенством и атомарно резкими гетерограницами, дает возможность ставить задачи по поиску и исследованию все более тонких физических эффектов, связанных с квантованием движения квазичастиц. Немаловажную роль при этом играет быстрое развитие экспериментальной техники. В случае гетероструктур, выращенных из прямозонных полупроводниковых материалов группы АЗВ5, ключевую роль в этих исследованиях играют методы оптической спектроскопии.

Предлагаемая диссертационная работа посвящена систематическому экспериментальному исследованию эффектов размерного квантования в эпитаксиальных квантовых ямах ОаАз/АЮаАз различной толщины. Методами оптической спектроскопии отражения и люминесценции исследованы эффекты размерного квантования движения экситонов и носителей в большой серии гетероструктур с квантовыми ямами различной толшины в диапазоне от единиц нанометров до долей микрона. Высокое кристаллическое совершенство специально отобранных для этих исследований гетероструктур позволило идентифицировать высоковозбужденные поляритонные состояния в самых толстых из исследованных квантовых ям. Эти состояния были исследованы в различных экспериментальных условиях и при использовании различных внешних воздействий, таких как электрическое и магнитное поля, одноосная деформация образца. Исследование серии гетеростуктур позволило проследить за переходом от режима квантования движения экситона к режиму квантования носителей. Результаты экспериментальных исследований были интерпретированы в рамках существующих теоретических моделей. Были установлены границы применимости этих моделей.

Диссертационная работа состоит их пяти глав. Первая глава носит обзорный характер. В ней даны базовые понятия, используемые в диссертации, изложены основные экспериментальные и теоретические данные об исследовании эффекта размерного квантования в различных гетероструктурах. Во второй главе приведено описание исследуемых образцов, используемой экспериментальной техники, приведены данные о спектрах отражения, измеренных в различных экспериментальных условиях. Третья глава посвящена систематическому описанию исследований эффекта размерного квантования в квантовых ямах различной толщины. Цель исследований — проследить переход от режима квантования движения экситона к режиму квантования движения отдельных носителей (электронов и дырок). В четвертой главе описывается проявление высоковозбужденных поляритонных состояний в спектрах люминесценции исследуемых структур. Пятая глава посвящена изучению нового эффекта - гигантского увеличения магнитного момента экситона с ростом его кинетической энергии. В конце диссертации приведены основные результаты работы, список публикаций и список использованной литературы.

Полный объем диссертации - 124 страниц, включая 45 рисунков и 1 таблицу. Список использованной литературы насчитывает 84 наименований.

Положения, выносимые на защиту.

1. Исследование лоляритонных состояний может быть эффективно использовано для характеризации кристаллического совершенства высококачественных гетероструктур.

2. Эффект размерного квантования проявляется в виде раздельного квантования движения носителей при толщинах квантовых ям меньше 100 пт и в виде квантования движения центра масс экситона в целом при толщинах квантовых ям больше 200 пт. Для промежуточных толщин ям адекватное описание эффекта в настоящий момент отсутствует.

3. Использование понятия «мертвого слоя» в поляритонной модели для описания эффекта размерного квантования в толстых квантовых ямах находит экспериментальное подтверждение.

4. Квантование поляритонных состояний проявляется не только в спектрах поглощения и отражения, но и в спектрах фотолюминесценции толстых гетерослоев.

5. Квантованные поляритонные состояния испытывают расщепление в магнитном поле, которое характеризуется эффективным g-фaктopoм, существенно превосходящим §-фактор экситона.

результаты работы.

1. В спектрах отражения высококачественных зпитаксиальных гетероструктур СаАз/АЮаАБ с толстыми квантовыми ямами обнаружены спектральные осцилляции, обусловленные высоковозбужденными поляритонными состояниями. Дано количественное описание эффекта «разбегания» осцилляций в рамках поляритонной модели.

2. Определен вклад поляритонных состояний легкого экситона в формирование спектров отражения толстых слоев ОаАэ. Установлено, что этот вклад присутствует только в узкой спектральной области вблизи основного экситонного перехода.

3. Экспериментально продемонстрировано снятие вырождения валентных зон, соответствующих состояниям легкой и тяжелой дырок, при одноосной деформации гетероструктур на основе арсенида галлия в плоскости гетерослоев. Это позволило однозначно выделить в спектрах отражения поляритонные состояния тяжелых экситонов.

4. Экспериментально продемонстрировано исчезновение поляритонной структуры в спектрах как при увеличении температуры образца, так и при прохождении электрического тока через гетероструктуру. Этот эффект, обусловленный рассеянием поляритонных мод на фононах и свободных носителях, фактически моделирует рассеяние поляритонов на дефектах структуры и может быть использован для оценки структурного совершенства выращиваемых полупроводниковых слоев.

5. На основании результатов экспериментального исследования поляритонных осцилляций в спектрах отражения большой серии гетероструктур установлен универсальный характер зависимости скорости разбегания осцилляций от толщины квантовой ямы. Определены области толщин квантовых ям, в которых скорость разбегания осцилляций хорошо описывается в рамках поляритонной модели и в рамках квантования движения носителей.

6. Путем сравнения эффективной толщины квантовой ямы, найденной из анализа спектра отражения, и реальной толщины, измеренной с помощью просвечивающей электронной микроскопии, впервые получена количественная оценка толщины так называемого «мертвого слоя», используемая до настоящего момента исключительно как подгоночный параметр теории.

7. Экспериментально обнаружено проявление высоколежащих поляритон-ных квантовых уровней в спектрах люминесценции пространственно ограниченных слоев арсенида галлия большой толщины.

8. По результатам изучения расщепления размерно-квантованных высокоэнергетических поляритонных состояний в продольном магнитном поле установлено, что величина расщепления резко возрастает с ростом номера уровня квантования.

5.3. Заключение

Таким образом, можно утверждать, что нами обнаружен новый магнитооптический эффект, заключающийся в сильном увеличении магнитного момента экситона при его движении. Из анализа зеемановского расщепления экситона в широких ОаАз квантовых ямах обнаружено, что магнитный момент экситона растет с ростом его кинетической энергии. Зафиксировано более чем десятикратное увеличение магнитного момента экситона. Эффект связан с перемешиванием внутреннего движения в экситоне и его трансляционного движения в кубических кристаллах.

1. Е. В. Убыйвовк, "Влияние давления на экситоны в квантоворазмерных гетероструктурах", III Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектро-нике, Санкт-Петербург (2001) с. 63.

2. Е. V. Ubyivovk, I. V. Ignatiev, «Polaritonic Effect in Uniaxially Strained Heterostructures GaAs/AlGaAs», XXXV International School on the Physics of Semiconducting Compounds, Jaszowiec, 17-23 June 2006.

3. П. Ю, М. Кардона. Основы физики полупроводников. М., «Физматлит», 2002, 560 стр.

4. D. G. W. Parfitt and М. Е. Portnoi, "The two-dimensional hydrogen atom revisited", J. Math. Phys., 43, 4681-4691 (2002).

5. P. Нокс, Теория экситонов, «Мир», M., (1966 ), стр. 45.

6. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Квантовая механика, изд. 2, «Гос. изд. физ.-мат.лит», Москва, (1963), стр. 130.

7. A. Tredicucci, Y. Chen, F. Bassani, J. Massies, C. Deparis, and G. Neu, Phys. Rev. B, "Centerof-mass quantization of excitons and polariton interference in GaAs thin layer", Phys. Rev. B, 47, 10348-10357 (1993).

8. Y. Kayanuma, "Quantum-size effects of interacting electrons and holes in semiconductor microcrystals with spherical shape", Phys. Rev. В 38, 9797 (1988).

9. R. Dingle, W. Wiegmann, and С. H. Henry, "Quantum states of confined carriers in very thin AlxGal-xAs-GaAs-AlxGal-xAs heterostructures", Phys. Rev. Lett. 33, 827 830 (1974).

10. G. Bastard, Wave Mechanics applied to Semiconductor heterostructures, Les Ulis: Ed. De Physique, 1988.

11. C. Weisbuch, B. Vinter, Quantum semiconductor structures, Academic press inc., Boston, San Diego, New-York, 1991, 252 p.

12. E. L. Ivchenko and G. E. Pikus, Superlattices and Other Heterostructures: Symmetry and Optical Phenomena, Springer-Verlag, Berlin (1997) 63.

13. J. H. Davies, The physics of Low-Dimentional Semiconductors. An Introduction. Cambridge university press, Cambridge 1998, 438 p.

14. Л. E. Воробьев, E. Л. Ивченко, Д. А. Фирсов, В. А. Шалыгин, Оптические свойства наноструктур. «Наука», СПб 2001. 188 стр.

15. Е. L. Ivchenko, Optical spectroscopy of semiconductor nanostructures, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New-York (2006).

16. С. И Пекар, «Теория электромагнитных волн в кристалле, в котором возникают экситоны», ЖЭТФ, 33, 1022-1036 (1957).

17. С. И. Пекар, «Дисперсия света в области экситонного поглощения в кристаллах», ЖЭТФ, 34, 1176 (1958).

18. В. М. Агранович, В. JI. Гинзбург, Кристаллооптика с учётом пространственной дисперсии и теория экситонов. «Наука», М., (1965) С.58

19. С. И. Пекар, Кристаллооптика и добавочные световые волны, «Наук, думка», Киев, 178-184 (1982).

20. В. А. Киселев, И. В. Макаренко, Б. С. Разбирин, И. Н. Уральцев, «Размерное квантование экситонов», ФТТ 20, 1348 (1977).

21. H. Azucena-Coyotecatl, N.R. Grigorieva, B.A. Kazennov, J. Madrigal-Melchor, В. V. Novikov, F. Perez-Rodrguez, A. V. Sel'kin, "Optical spectroscopy of near-surface excitonic states", Thin Solid Films, 373, 227-230 (2000).

22. С. А. Марков, P. П. Сейсян, В. А. Кособукин, «Спектроскопия экситонных поляритонов в напряженных полупроводниковых структурах AI]BVI с широкими квантовыми ямами», ФТП, 38, 2, 230-236 (2004).

23. Р. П. Сейсян, Спектроскопия диамагнитных экситонов, Наука, (1984), стр. 145-156.

24. S. Suga, К. Cho, Y. Niji, J. С. Merle, Т. Sauder, "Magneto-optical studies of the Zi>2 exciton-polaritons in Cul: Effects of finite exciton wave vector", Phys. Rev. В 22, 4931-4940 (1980).

25. N. A. Gippius, A. L. Yablonskii, A. B. Dzyubenko, S. G. Tikhodeev, L. V. Kulik and V. D. Kulakovskii, A. Forchel, "Excitons in near-surface quantum wells in magnetic fields: Experiment and theory", J. Appl. Phys. 83, 5410-5417 (1998).

26. Ch. Neumann, A. Nothe, N. O. Lipari, "Two-photon magnetoabsorption of ZnTe, CdTe, and GaAs", Phys. Rev. В 37, 922-932 (1988).

27. L.V. Butov, C.W. Lai, D. S. Chemla, Yu. E. Lozovik, K. L. Campman, and A. C. Gossard, "Observation of Magnetically Induced Effective-Mass Enhancement of Quasi-2D Excitons", Phys. Rev. Lett. 87, 216804-1-4 (2001).

28. D. Loginov, V. P. Kochereshko, A. Litvinov, L. Besombes, H. Mariette, J. J. Davies, L. C. Smith, and D. Wolverson, "Excitonic polaritons in transverse magnetic fields", Acta Phys. Pol. A, 112, No. 2, 381-386 (2007).1. Литература к главе 2.

29. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры, Под ред. Л. Ченга и К. Плуга, М., «Мир», 1989.

30. Molecular beam epitaxy,ed. A. Cho, N-Y., «А1Р», 1994.

31. M. A. Herman, H. Sitter, Molecular beam epitaxy, Berlin, «Springer», 1996.

32. M. V. Hobden and M. D. Sturge, Proc. Phys. Soc. (London) 78, 615 (1961).

33. О.Маделунг, Физика полупроводниковых соединений элементов III и V групп, М., «Мир», 1967. !

34. G. Bastard, Wave mechanics applied to semiconductor heterostructures. Les editions de physique, Les Ulis Cedex, France, 1989.

35. D. В. Tran Thoai, R. Zimmermann, M. Grundmann, and D. Bimberg, "Image charges in semiconductor quantum wells: Effect on exciton binding energy", Phys. Rev. В 42, 5906 (1990).

36. D. A. Kleinman and R. C. Miller, "Band-gap renormalization in semiconductor quantum wells containing carriers", Phys. Rev. В 32,2266 (1985).

37. Д. К. Логинов «Экситонные поляритоны в широких квантовых ямах GaAs/AlGaAs и CdTe/CdZnTe», дисс. на соискание ученой степени кандидата физ.-мат. наук, СПбГУ, 2008 г.

38. Д.К. Логинов, Е.В. Убыйвовк, Ю.П. Ефимов, В.В.Петров, С.А.Елисеев, Ю.К.Долгих, И.В.Игнатьев, В.П.Кочерешко, А.В.Селькин, «Интерференция поляритонных волн в структурах с широкими квантовыми ямами GaAs/AlGaAs», ФТТ, 48, 1979-1987 (2006).

39. J. D. Lambkin, A. R. Adams, D. J. Dunstan, P. Dawson and С. T. Foxon, "Pressure dependence of the valence-band discontinuity in GaAs/AlAs and GaAs/AlxGa 1 -xAs quantum-well structures", Phys. Rev. В 39, 5546 (1989).

40. P. Lefebvre, В Gil, H. Mathieu and R. Planel, "Symmetry of conduction states for GaAs-AlAs type-II superlattices under uniaxial stress" Phys. Rev. В 39, 5550 (1989).

41. P. Lefebvre, В Gil, H. Mathieu, and R. Planel, "Piezospectroscopy of GaAs-A1A superlattices", Phys. Rev. В 40, 7802 (1989).

42. J. J. Hopfield, D. G. Thomas, "Theoretical and experimental effects of spatial dispersion on the optical properties of crystals", Phys. Rev. 132, 563 (1963).

43. F. Evangelisti, A. Frova, F. Patella, "Nature of the dead layer in CdS and its effect on exciton reflectance spectra", Phys. Rev. В 10, 4253 (1974).

44. F. Evangelisti, J. U. Fishbach, A. Frova, "Dependence of exciton reflectance on field and other surface characteristics: The case of InP", Phys. Rev. В 9, 1516 (1974).

45. М.Ф. Дейген, М.Д. Глинчук, «Экситон вблизи поверхности гомеополярного кристалла», ФТТ 11, 3250 (1963).

46. P. G. Harper, J. A. Hilder, "Exciton spectra in thin crystals", Phys. Stat. Sol. 26, 69-76 (1968).

47. J. Gallardo, D. Mattis, "Green's Theorem Calculation of Energy of Exciton near Hard Walls", Phys. Stat. Sol. (b) 93, 975-978 (1984).

48. S. Satpasy, "Eigenstates of Wannier excitons near a semiconductor surface", Phys. Rev. В 28, 4585-4592 (1983).

49. H. H. Ахмедиев, M. И. Сажин, А. В. Селькин, «Неоднородные граничные условия для экситонов Ванье-Мотта», ЖЭТФ 96, 720-734 (1989).

50. Н. Azucena-Coyotecatl, N. R. Grigorieva, В. A. Kazennov, J. Madrigal-Melchor, В. V. Novikov, F. Perez-Rodrguez, A. V. Sel'kin, "Optical spectroscopy of near-surface excitonic states", Thin Solid Films 373, 227 (2000).

51. В. А. Киселев, Б. В. Новиков, А. Е. Чередниченко, «Экситонная спектроскопия приповерхностной области полупроводников», Изд. 2-е, СПб, Издательство С.-Петербургского государственного университета, (2003).

52. В. А. Киселев, И. В. Макаренко, Б. С. Разбирин, И. Н. Уральцев, «Размерное квантование экситонов», ФТТ 20, No. 8, 1348-1355, (1977).

53. A. Tredicucci, Y. Chen, F. Bassani, J. Massies, C. Deparis, and G. Neu, Phys. Rev. B, "Center-of-mass quantization of excitons and polariton interference in GaAs thin layer", Phys. Rev. В 47, 10348-10357 (1993).

54. С. А. Марков, P. П. Сейсян, В. А. Кособукин, «Спектроскопия экситонных поляритонов в напряженных полупроводниковых структурах А ПВ VI с широкими квантовыми ямами», ФТП 38, 230-236 (2004).

55. Д. К. Логинов, Е. В. Убыйвовк, Ю. П. Ефимов, В. В. Петров, С. А. Елисеев, Ю. К. Долгих, И. В. Игнатьев, В. П. Кочерешко, А. В. Селькин, «Интерференция поляритонных волн в структурах с широкими квантовыми ямами GaAs/AlGaAs», ФТТ 48, 1979-1087 (2006).

56. С. И. Пекар, Кристаллооптика и добавочные световые волны, «Наук, думка», Киев, (1982) 179 с.

57. С. И. Пекар, «Теория электромагнитных волн в кристалле, в котором возникают экситоны», ЖЭТФ 33, 1022 (1957).

58. С. И. Пекар, «Дисперсия света в области экситонного поглощения в кристаллах», ЖЭТФ 34, 1176 (1958).

59. В. М. Агранович, В. Л. Гинзбург, Кристаллооптика с учётом пространственной дисперсии и теория экситонов. «Наука», М., (1965) С. 58.

60. A. D'Andrea, R. Del Sople, "Wannier-Mott excitons in semi-infinite crystals: Wave functions and normal-incidence reflectivity", Phys. Rev. В 25, 3714 (1982).

61. A. D'Andrea, R. Del Sople, "Exciton wave functions in semi-infinite semiconductors: A check of the adiabatic approximation", Phys. Rev. В 32, 2337 (1985).

62. E. A. Muljarov and R. Zimmermann, "Exciton polariton including continuum Microscopic versus additional boundary conditions states", Phys. Rev. В 66,235319 (2002).

63. S. Satpathy, "Eigenstates of Wannier excitons near a semiconductor surface", Phys. Rev. В 28, 4585 (1983).

64. В. А. Киселев, Б. С. Разбирин, И. Н. Уральцев, «Интерференционные состояния светоэкситонов. Наблюдение добавочных волн», Письма ЖЭТФ 18,504-507(1973).

65. R. Dingle, W. Wiegmann, and С. Н. Henry, "Quantum states of confined carriers in very thin AlxGal-xAs-GaAs-AlxGal-xAs heterostructures", Phys. Rev. Lett. 33, 827-830(1974).

66. H. Tuffigo, R. T. Cox, N. Magnea, Y. Merle d'Aubigne, and A. Million, "Luminescence from quantized exciton-polariton states in Cdi.xZnxTe/CdTe/Cd!. xZnxTe thin-layer heterostructures", Phys. Rev. В 37, 4310 (1988).

67. D. Greco, R. Cingolani, A. D.'Andrea, N. Tommasini, L. Vansetti, A. Franciosi, "Center of mass quantization of excitons in ZnixCdxSe/ZnSe quantum-wells", Phys. Rev. В 54, 16998 (1996).

68. С. А. Марков, Р. П. Сейсян, В. А. Кособукин, «Спектроскопия экситонных поляритонов в напряженных полупроводниковых структурах AnBVI с широкими квантовыми ямами», ФТП 38, No. 2, 230-236 (2004).

69. N. Tomassini and A. D'Andrea, R. Del Sole, H. Tuffigo-Ulmer, and R. T. Cox, "Center-of-mass quantization of excitons in СdTe/Cdi.^ZnxTe quantum wells", Phys. Rev. В 51, 5005 (1995).

70. Y. Yamada, Т. Sakashita, H. Watanabe, H. Kugimiya, Seiji Nakamura, and Tsunemasa Taguchi "Optical properties of biexcitons in ZnS", Phys. Rev. В 61, 8363 (2000).1. Литература к главе 5.

71. D. G. Thomas, J. J. Hopfield, "A Magneto-Stark Effect and Exciton Motion in CdS", Phys. Rev. 124,657 (1961).

72. E. Ф. Гросс, Б. П Захарченя., О. В. Константинов, ФТТ 3, 305 (1961).

73. В. П. Кочерешко, Г. В. Михайлов, И. Н. Уральцев, «Эффекты инверсии магнитного поля на поляритонах», ФТТ 25, 769 (1983).

74. K. Cho, S. Suga, W. Dreybrodt, F. Willmann, "Theory of degenerate Is excitons in zinc-blende-type crystals in a magnetic field: Exchange interaction and cubic anisotropy", Phys. Rev. B 11,1512 (1975).

75. S. Suga, K. Cho, M. Bettini, "Zl,2-linear-term and polariton effects on the Zl,2 excitons in CuBr", Phys. Rev. B 13, 943 (1976).

76. D. M. Hofmann, K. Oettinger, Al. Efros, B. K. Meyer, "Magnetic-circular-dichroism study of heavy- and light-hole g factorsin InxGal-xAs/InP quantum wells", Phys. Rev. B 55, 9924 (1997).

77. R. Kotlyar, T. L. Reinecke, M. Bayer, and A. Forchel, "Zeeman spin splittings in semiconductor nanostructures", Phys. Rev. B 63, 085310 (2001).

78. L. M. Roth, B. Lax, S. Zwerdling, "Theory of Optical Magneto-Absorption Effects in Semiconductors", Phys. Rev. 114, 90 (1959).

79. V. P. Kochereshko, A. V. Platonov, D. K. Loginov, J. J. Davies, D. Wolverson, L. C. Smith, H. Boukari, R. T. Cox, J. Cibert, and H. Mariette "Motional enhancement of the exciton magnetic moment" Semicond. Sci. Technol. 23,114011 (2008).