Экситонные эффекты в заряженной 2Д магнитоплазме тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

российская академия наук

ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

На правах рукописи КУЛИК Леонид Викторович

РГ6 0/1

Г I г»

ЭКСИТОННЫЕ ЭФФЕКТЫ В ЗАРЯЖЕННОЙ 2Д МАГНИТОПЛАЗМЕ

Специальность 01.04.07 — физика твердого тела

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Черноголовка

Работа выполнена в Институте физики твердого тела РАН.

Научный руководитель доктор физико-математических наук В. Д. Кулаковский

Официальные оппоненты доктор физико-математических наук В. Г. Лысенко

<, ^ - /у, н>* /и Л/?*-'У £

Ведущая организация:

Защита состоится '„-- '' " 199 в У- час

на заседании специализированного ученого совета Д003.12.01 при Институте физики твердого тела РАН по адресу: 142432, Московская область, Ногинский район, п. Черноголовка, ИФТТ РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики твердого тела РАН.

Автореферат разослан < ' у > У^^-У"" УУУ 199-^года.

Ученый секретарь специализированного совета доктор

физико-математических наук В. Д. Кулаковский

© Институт физики твердого тела РАН

ОБЩАЯ ХЛРА1ГПГРИСТ!ЯА РАБОТЫ

Актуальность тема. Исслодовзказ квэзвдвумернах электроюшх систем в полупроводниковых гетероструктурах является лятвнсивясг рззвивэпдоюя направленна» в Уазике твердого тела. Ограниченна * движения электронов по олзсму аз пространственна* направлений узкой потенциальной ямой привода* к рьзморному квзнтовотгв энергетического спектра вдоль этого непростая. Вкяочеи» внепнего магнитного поля, перпоияикулярзого двумерному ело»-(2Д), приводит к полному квантованию энергетического спзктрэ 2Д электронов. Исследование свойств 2Д электрогашх систем с ш-сокой подвижностью носителей в магнитном поле показало» что мзжзлектронные корреляции б этйх системах могут приводят»-. к таким уникальным явлениям, как дробный квантовнй эффект Ходлэ . (ДКЭХ), Впгаеровскоя кристаллизация е др. Ленине явления исследовались как магнктотрансйортшми, так и могнитооптиче скимк методами.

Исследованио излучательной рекомбинации 2Д электронов с • Фотовозбужденкыми дырками, в принципе, позволяет измбрнть. квэзичастичный спек :р в 2Д электронной системе. Одноко, внесенио ■ в 2Д систему неосновного носителя шзаваот' ее • конечное возмущенно. Электрон-дырочное язаимслейстБие -может разрушить коррелированные состояния в зд электронной системе я привести к формированию экситонпнх состояний. Электрона экранируют такие, состояния, поэтому анергия связи я дисперсионные зависимости экранированных в тэкранированных экситонов "Кардинально различны.

' Изучение электрон-дарочного -взаимодействия • между фотоЕозОувденной дыркой и электроннст системой интересно сэмо по

себе. Б 2Д системах были обнаружена тагам электрон-дарочше

корралнровэныыа состояния как зкситон Махала (связанное

злектрон-даро'шоо состояние, шэкжащее при определенных

условиях, нэклэдмвазгад нэ зшрпш Фзрки электронов и массу

дарки) и тркони (трохчзстцчвдо зксктонше комплексы). Из

теоретических расчетов следует, что б 2Д системах, в которых

алакттхзц-глоктрошюв взаимодействие ш равно электрзк-дыро'шоыу,

в услов:1ЯХ ДКЭХ возыо&ко образованно сложных экситонных

• -70сгояшй {Н НЗЛСПрСДСТВЗННОЙ Олкзосгл от фотовозбуждвнной дырки

-шходитск дроохшй отрицательный заряд).,

В нослздаее время, в связи с созданием высококачественных

селективно логяровонних р-иша люаАз/с^лз гэтороструктур,

поьпилась возможность изучать свойства 2Д дырочных систем с

нохой подвижкост-ьв носителей. 2Д дырки оодадэют значительно

оольией эффективной массой чем электроны, Кроме того,' вследствие

с;'' ;ноЛ зонной структуры в окрестности варшшы валентной зона

с-А8,- даспорскошгоя зависимость дарок но является

Рбраоолячоской. В магыитотрааспортшх измерениях 2Д дарочшх

систем наблюдался переход металл-изолятор в окрестности фактора д

ззп^'ЛЗюшя дарок — (да электронов переход металл-изолятор 3 1

УоОлддеотся в окрестности —). Измопсшго ПрирОДН основного

• 5 ,

состояния 2Д,система в окрестности — связывается с увеличением

3 '

массы ноейтелзй. .

■ До сих пор сравнительно небольшое число магнитооптических исследований электрон--дырочных коррелированиях состояний . било выполнено в 2Д электронных системах и, лашь едштчныо, в 2Д. дырочных, йссходояэлись два типа квазидЕуморкнх гетероструктур: одиночные кьзйтоеыо ямы (КЯ) и гетероперехода. В• отличие от К>1,

в геторспореходэ <*отосообуяхошсгЯ яос;;тсль яятлотся грхгэрпш, вследствие чоро ого поляовзл яуссузи в игпрэшяшпт, перпендикулярном 2Д слою, довольно сложна. Это затрудняет интерпретация получетах рззультотоп.

Полью донной робота оняо исслэдованиз гкркпфотадппк экситошшх состояний в 2Д эязктрогаой и даро-этой мегтггоплазггэ в СвЛеКТЯВПО. ЛгИфОВСННУХ МвеМз/Хпвагмг/СаАя П ЛШлЛс/йэАз/?ЛСя.\а одино'ппхх кя и ПССЛЗД0Е8НИ0 отютчсскягли МОТОДСШ 2д дфо'пюл

магнптсплззии з квантовом прэдолэ.

Научная новизна. В настоящей работе было вдоргсл пргмонейа. ттодика гидростатического дефлзнил для кзмсгвгоя контсч-граитв* 2Д электронов а селективно л-л'ярсвгнртх

Л1 са. да/т са, ло/салв НЯ з условия;: лзгср;;гсо гязЗугдлгил.

у 1-у X 1-х 1

ооноруезн побуй гил мвгпзтоссщшнцгсй пйтое'-жности

рокомйшацтгошюго излучения 2Д электронов, обусловленных взаимодействием экранированиях магпятоэксигояных состояний образованных электропега из рэзннх лодчоп размерного ■ квантования.

Изнеряш времена рекомбинации 2Д днрок в квантовом продело. •

Обнаружено значительное увеличение доли локоякзов ешпк

1

ДКрОЧПЦХ СОСТОЯНИЯ Б ОКрОСТНОСГИ

В 2Д Я/рОЧНСЙ МЗПИТСТЛЭЗКЗ ПЯбЛЯДЭЛОСЬ БЗЗЛШДОЙСТШЗ

экранированных эксэтоинах состояния.

Научная и практическая значимость работа. Результаты,

получэппае в данной работе, дапт новую информацию о физических процессах, происходящих в 2Д системах. Они. позволяют составить картину формирования экситокюх состояний в заряженной 2Д магь-лгопло:ме и важны для понимания влияния электрок-дзрочного взаимодействия ня энергетический спектр квазичястиц е заряженной .

2Д магнитспл&змв.

Основные результата, шносимые на защиту: I.Отработана методике измокеная концентрации 2Д электронов В селективно легированных бАд^Ла/Хива^Ая/ДОа КЯ в усломш лазерного возбуждения.

2.В низкотемпературных мйгвитолшаиэсцентшх исследованиях 2Д слакгронпсй свстеш с уровнем Ферма электронов вблизи дна второй рЗЗМбрНОКВаЦТОЕЗИЯОЙ ПОДЗОНЫ В М^^а/Хп^Л^Ав/ваЛв

. КЯ било обнаружено аномальное поведение шггенсявностой лшшй ФЯ в ооласта резонзнсов энергий переходов и с£-Оь.

3.Показано, что в 2Д электрошок ыагнитоплазме кулоновское взаимодействие мезду электронами на верхнем заполненном уровне Ландсу и фотовозбуждетюй днрхой приводит к образованию

М9ГЮТОЭКСИТОЕОВ.

„ 4.Измеряли времена нзлучотольной рекомбинации 2Д дарок с

ы фотовозбувдеяпымк злоктронами в р-тяпа селективно легированных

1Л <3« М/ЕлЛв/М„ Са „Аа КЯ. •

о. з а. 7 о. а о.7

б.покйзаю, что ковпе низкозворгетичаские лшпш,

1

воагзж?здче в ' сшжграх магагтолщшасцешши при — , имеют

данное время затухания. Это позволяет связать их с рекомбинацией из локализованных дирочшх состояний. Доля .•шскпзовпшш состояний резко возрастает в окрестности ^ —.

Иьдуиирзг.ашгэя магнитным полем локализация зависит . от темтротура и исчезает яри Т=1.5. К.

б.Исслодоранц спектра СЛ н Фотошэбуадония одиночной р-тнпа

С9Л?1К.ТИВНО-ЛеПфОВ0ННОЙ *10 за»0 7Ао/СаАа/А1с э0ао 7Ап т.

ориентированной о паправлошхя 1311), во внеин-зм магнитном поло и ПЕйдеш мтктополеше зависимости энергий оптических переходов

к!«-«". К-«; и

7. Измеряло' зеекавовсков расщепление япшй фотовоэбуадэния переходов н

• 8.В 2Д дцротЕоЗ мапгатоплвзмэ наблюдалось взаимодействие экранированных экситошшх состояний ы^за-) и .

Апробация работа. Результаты работы докладывались на кзстоа международной коефореадги по мэду-шрсЕЕНтш полупроводиикоии структурам и на научных семгшарах в ЙФТТ РАН. •

Структура работа. Диссертация состоит из восъка разделов: введения» пяти основных глав, захшиеиня я списка щттруомоа литература.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ.

Во вредашт оссуадена актуальность тока, дона общая характеристика работа,- сформуларовена цель а нвучная новизна дассерте;даоЕНсй работы! а танке основные результат, полученные в роботе. . *

Первая глава представляет собой краткий литературный обзор р:<101', посвященных теоретическим и йкспзрнмеятальныы доследованиям электрон-дырочных коррелированных состояний в 2Д •скотомах. Особое внимание удалого гциянив элехтрон-дарочшх корреляций на оятичаские спектры заряженной 2Д мзгнитоплазмы в селзктишо легированных квантовых ямах.

Вторая глава посвяаена описанию экспэрпментаяышх методик, используемых в диссортвционкой работе: мотодико измерения спектров ф&гомткесцотш (ФЛ) и , фотовозбуадения (ФВ) при ' кваэистационарном возбуждают, и методике измерения время-разрошешшх спектров ФЛ.

Для '\ссл?.довзикя ЭКСШ'ОШШХ состояния в плотной 2Д . электронной иагаитоплвзмо была использована установка для регистрами спектров ФЛ при квэзистационарвом возбуждения.

Ира больших концентрациях 2Д электронов в КЯ <-Ю12 см*г> в условиях -лазерного возбуждения стандартные методики изменения концентрации *2Д электронов не могут быть иснользованы. В данной ргботе для иэдаиения концентрация 2Д . элпктронов и. спедовзтэиыю, положения уровая Ферми электронов .(е.)

относительно дно второй рапморноквзнтовашюй подзоны" применялось гидростатическое дв<кюнио. ГЕдроствпгческое давление изменяет концчктрацвп ревнояеегшх элечт^чжов а ¡<Я. моияч относительное

положенно Г и X долин в легированном з1 мваАв барьере. Для Г .

<зе , мэв de мяв '

долины GaAo -*Г«12.5--. а для X долины--- »-I.5--.

<к> кБар <ip кЕвр

При сближении минимумов X долины в AiGaAe барьера и Г долины в-GaAs кя происходит захват электронов из КЯ н» долоряыо уровни si в AioaAs. При этом концентрация 2Д электронов умеяьи&ется. Образцы с линейными размерами 200x200 ккн помещались в кгмору высокого давления с алмазными наковальнями. В качестве сроды перодвшей давление использовался гелий. Евличинз. давления измерялась по изменению энергий оптических переходов в объемном

GaAs.

Кодера гидростатического давления помещалась в криоста* со сверхпроводящем соленоидом. Излучении н«-мв лазера (длина волны 6328 А) модулировалось с частотой 70*150 Гц и заводилось к криостет через кварцевый световод, который использовали та гае для сбора сигнала ФЛ. Алмазные наковальни в каморэ гидростатического давления являются прозрэчкшп в диапазоне

I

исследуемых длин волн (6000*9000 А). Через оптическую систему-сигнал ФЛ передавался на щоль .репеточного мокохромаюра с • линейной дисперсиеЛ 15 и регистрировался фотоэльктронным умножителем (ФЭУ), охлажденным до азотзоЗ' температура. Электрический сигнал от СОУ гтгектировзлея синхронным детектором. Плотность мощности лазерного возбуждения выбиралась но больше чем 10 т.о. исследования проводилась в

условиях, когда концентрация фэтовозбуждевных электрок-днрочяых пар была мала по сравнению с концэнтрацией' резнйвзскых . электронов в КЯ. . ' '

В качестве исследуемых образцов были выбраны селективно легированные ^о.^о TsAs/Ino.lsGao.„Ао/саАз КЯ шириной '250 А

и Al0 zsGan 75a3/In0 tBGao giAs/GJVÄ8 КЯ ШИрИНОЙ 150 И 200 А,

cootbötctbohbo. Образцу были ыфощовы методом молекулярно-лучевоЗ эпитахсш. 40+70 А нелагироваший AlO JSGaO TSAe спейсер отделял в-слой доноров si от КЯ. Концентрация электронов прз нормальных условиях во' всех образцах была около ZxlC13 си'1.

Для исследбвяная локализованных состояний в 2Д дцрочной системе были использованы установки для регистрации спектров ФЛ с временным рвзреыокием и при квазистзциоя&ряом возбуждении.

Лазерный нмпуиьс (длина волны »6000 А) длительность» I пс, ..редкой юадостью 10""♦I0"5 Ет и частотой повторения 4 МГц расцеплялся на две части светоделительной ппастинкой. Основная часть возбуадевдаго импульса через кварцевый световод поступала «а исследуемщй образец. Образец был помещен в камеру смошввнкя криостата растворения с рабочей температурой 40 мК. При лазерном возбуадешш температура каморы повышалась до 60 мК. Короткий лазерный дапульс использовался .для возбуждения горячих кораЕноБвсяш; электронов в КЯ. Поело возбуждения на ЕысокЬзнергетическке состояния г золе проводимости электроны быстро релзксируст в основное состояние. Время установления равновесия в электрон-дырочной системе иного меньше времени рекомбинации фотовозбуаденшх электронов (-1 не). T'hкомбанационкоо излучение от образца через световод поступало на вход рошеточно.го монохром&тора с jooielteoft дисперсией 26 А/ш п детектировалось системой время-корролировонного счете фотонов (временное разрешение • «270 псЬ Установка работала в трех режимах: запись ^кривых затухания <ГЛ, запись интегральных по времени спектров ФЛ и запись задержанных по времени спонтров ФЛ..

Для квазистэциовяршх измерений использовался н«-н» лвзор. моепЬсть' которого выбиралось IO'SlO"5 Вт. Сигнал Gvl поело ремоточнеГс *г>нох;>смятора с '•/иилйюй ди--:п«рзлой''S.3 '*/'.-. '

фтектаровался ccd камерой.

Исследуемые образцы представляют собой высококачественные

ll0 36а0 TAe/GaAs/Al0 jGa0 }Аа ОДИНОЧНОЮ КЯ шириной 200 А,

сращенные методом молэкулярво-лучввой згатаксин на

»легированной (311) А с*ао подложке. Образцы были селективно

тегированы атомами si, которые на поверхности (ЗН) А замещают

la и становятся акцепторами. Толщина нелепарованного' спейсэра',

>тделяшзго зарякеннне акцептор» от 2Д слоя составляла 630*700

i. На образцах была приготовлена литография и сделала

юталлические контакта к 2Д каналу, что дало возможность

гроводить иегнитотренспортнце и ФЛ измерения одновременно. После

ослазздения в темноте концентрация и подвижность 2Д дурок

2

»ставила 2.fi<I0n см"1 и 6.1 xl(f см/Вс для нэреого образца и ;.31*юи см'2 и 7.IxIOs см2/Вс для второго. Засьеткя образцов ie-Ne лазером вызывала уменьшение дырочной концентрации до !xIOto см"г, которая, в последукцем, но изменялась. Концентрация ¡Д дарок определялась из мапштотранспортни измерения рп.

Для исследования экситонных состояний в . 2Д дарочной гагнитоплазме была использована установка для регистрации :пзктров ФЛ и фотовозбузиеш1я (ФВ) при квозиетационзрнсм юзбувдешя.

Система регистрации спектров С® аналогична систзмз агастрацкп спектров <М при квозистациопарном возбуждении. Для нззонэнсного возбуждения электрон-дарочннх пэр в КЯ ^пользовался Ti-sp перестраиваемый лазер. Неполярлзовантю пяктрц ФЛ и СВ были получаю.* с использованием сертсбоднсй ютодики. Образец Номецп r>c,i в откзчгваечнЗ кригстяг со отрхщ'рводявпм оолекоздом. Иагяютсо пел» р?зворрчгьэя>г:ь о? ;•» М Тл. Тг.^ратуро o^vona <'нпи T.ií К. Излучении от газете

заводилось через кверцовий световод. Сигнал от образца поступал

ей щель, решеточного моиохроматора с лилейной дисперсией 2.3

—. Для регистрации спектров ФЛ использовался не-н« лаззр, а ш _

спектров ФЗ два лазера одновременно: не-но, с помощью которого равновесная концентрация дырок поддерживалась на постоянном уровне я т£-5р лазер. Мощности не-но и т1-Бр лазеров составляли Ю^+Ю4* Вт и Ю'Мсг* Вт соответственно. Поляризованные спектры 4В и ФЛ измерялись с помощью оптического крисстата со сверхпроводящим соленоидом (максимальное поле II Тл),

В тротьза главе отшсивашся исследования спектров ФД асалвтрьтных селективно-легированна?. АХСаАе/ 1пслае/саде КЯ с различной иириной и кснцонтрзцией 2Д электронов в магнитном

ПОЛ8.

В низкотемпературных спектрах СЕД при квазисташганэрном ьозбуждекяи А.1баАи/1поаАв/«аАв КЯ в магнитном Поле наблвдвются переходы и где j обозначает номер уровня

Ландау, нгдстрочннй индекс- номер размзрноквантованной подзона электронов, а подстрочный индекс- тип носителей. Совпедэние энергий переходов и с приводит к увеличению интенсивности ФЛ в спектральном диапазоне оптического перехода С*-Оь. Зависимость интенсивности ФЛ в спектральном диапазоне оптического перехода (£-0^ от —-- носит осциллирующий

с

характер, где д|а- величина энергетического расщеплении между первой и второй размерноквантовэвными подзонами электронов, а о*- циклотронная частота электронов. Целочисленные максимуш осцилляций набладавтся при совпадении энергий переходов 3*-0„ и с£-Оь, а дробные- при совпадении энергий переходов :)--1ь и Точки пересечения линий ФЛ переходов с 0*-0ь можо

Ш

вычислить по формуле:

д., 1

—12.--«-1 «л+ -Пи* ЬьГ

где ¿-номер верхнего заполненного уровня Лвщву. Эффективная масси электронов И дорок В А^Са^Ав/ГпОа^Ав/СаАр КЯ при

а"

х=0.2 составляет »0.068» И 0.122а, и —«О.БС, что

л о . •

*

соответствует экспериментальным значениям —- вэ дробны*

Пы*

максимумах интенсивности ФЛ (~~4).бт-0.1). Лробкне максимум

с

интенсивности наблюдались только в случее, ослз при совпадении эноргий переходов н 0^-0ь уровень Ландау }|-1ь был

равновесно заполнен.

Увеличение интенсивЕостей линий дятюльно зяпрещеных переходов (}>1) при совпадении их энергий с энергией яаблядалось ранее. Данный эффект связан с пере» вшиванием электронных состояний из разных подзон в кулоносском поле дырки, общей для двух переходов. Наиболее сильно этот эффект проявляется при нг «д . В этом случае интенсивность мысснмумов

на цоло'шслошгых —— определяется концонтрэцпеД электронов на

Ли*

с

верхнем заполненном уровне Ландау и силой осциллятора перехода

• ь

В оптические переходы 3<-Т'ь и 0|-0ь «о вовлзчош ни обдиэ электроны, ни обиио дыркя. При совпадении их энергий, уровни Ландау электронов в зоне 11ровсдй.кх?к л уровня Лавдзу дйрок в вилгчтгай зоне ке пог^окам'ся. Гюзтому.' ачомэлтлое ноглягнн&

И{Т':'.!Г.ИГ>Н'ТТСЙ } -I НС МСЖ07 ОО'ЬН^НОЯО ГМСШЗСНПОН

электронных состояний пересекавдихся уровней Ландау из первой I

второй .размервоквантовакных подзон. Наблюдаемый эффект можнс

объяснить только в терминах взаимодействия двух акситошш

состояний. В этом случав - силы' осцилляторов переходов

возрастают при совпадении их энергий с энергией (£-Оь вследствие

подмешивэнгя магнитозкситонного состояния с£-0ь, с большой сило!

осциллятора, к состоянию Такое объяснение подразумевает,

что не только оптический переход ОМ)^, но и переходы

носят экситонный . характер. В осцилляциях интенсивности ФЛ *

спектральном диапазоне оптического перехода С-О^ в зависимоси д а"

• а 12

от —^ максимумы при целочисленных —— возрастают <

е е

увеличением концентрации 2Д электронов. Увеличение концентрата . 2Д электронов привода к уменьшению энергетического рэсщепленш между ' уровнем, Ферми электронов , и . дном второй размерноквантоваяной подзоны, и, как следствие, к рост] интенсивности линии пэрехода 0*-0к. Так как, интенсивноси максимумов при дробных —— зависит только от заполнена

Пи*

®.

Первого дырочного уровня Лвпдау и силы осциллятора переход« то, вполне естественно, что небольшое ' увеличена концентрации 2Д электродов не оказывает заметного влияния на этг величина. . л

В теоретических расчетах было показано, что в плотно! электронной плвзмз эксятонныз состояния становятся неустойчивым; при . р#>Юи см*г. Однако, магнитное полю долш рестобилизировать зкеитошые состояния. Слебосвязанный экситон I плотней 2Д электронной системе в магнитном поле моко: образовываться при факторах зоподшения 2Д электронов слегю больших, чем целочисленные четные. Однако, до сих пор на Сыл<

получено экспбргмантэльшх доказательств формирования в заряженной 2Д мегнятоплазме экситояных состояний. В данной работе показано, что в плотной электронной 2Д магнитоплазмв кулоновскш корреляции между фотовозбузденной дыркой В электронной системой приводят к формировании экситонннх состояний.

Четвертая глава посвящена квазистационарнызл и время-рвзрешенным исследованиям мапштолкминосценциа високоподвижного 2Д дырочного"газа в лт&Ая/а&ьа КЯ.

Во время разрешенных магнитоопткчо сг-лх измерениях 2Д дырочной системы в . селективно легированных р-типа А1о.зйао 7Аа/саАэ/А10 Зол0 7да КЯ было обнсруяено, что линия, доминирующая в №*зко?омпературннх (Т=бО гдХ) пвазястацвонарннх спектрах ФЛ (А) при Н<8 Тл —, где фактор заполнения 2Д

дырок) п в высокотемпературных спектрах ФЛ (Т*1.5 К), обладает

коротким вредном затухания («0.5 не). Лшшя А соответствует

рекомбинации из протяяе&чых дырочных состояний, так как. в малых

иягнятеых полях л при высоких температурах в' рекомбинации

участвуют, в оспошгом, протяженные дырочные состояния. При

1

низких температурах (60 нК) в окрестности — в спектрах ФЯ

з

возникают- дополнительные лиши «0.6 мэВ (з) и »з.8 мэВ (X) краевое лиши д. Окп обладают длшшнм временем затухания, что соответствует рекомбпнацш! из лс-кализовагошх дырочных состояний. Число, локализованных дырочшх состояний возрастает в диапазона магнитных полой 'М2 Тл. : Индуцированная магнитным ' полом: локаяпзэция зависит от темперэтуры и исчозяет йри Т»1.5 К. Длинное время затухания линии X, даст основание предположить, что. она связана с рекомбинацией X4 трисна, для наблюдения

которого в спектрах ФЛ необходимо, чтобы дырки была локализованы. Вероятность, образования Х+ триона увеличгазаэтся с ростом магнитного поля, что 1»яю объяснить увеличением швдадя занятой локализованными дырочными состояниями и ослаблением экранирош! комплекса остальными дырками.

Локализация 2Д дырок может быть шзвона фпуктуациями

случайного потенциала или фор.шровокием в 2Д дырочной система

пининговавного Вигнеровского кристалла. Фактор заполнения 1

V = —, в окрестности которого наблюдался рост долл

локализованных дырочных состояния, соответствует фактору заполнения, б окрестности которого в низкотемпературных магкптотравспортных измерениях наблюдался переход в изолирующую ф-ззу.

Пятая глава посвящена исследования спектров 'фотсвозбулдокия и фотолшинесценшт селективно легированной мсаАв/садв КЯ выращенных в направлении 1311].

В поляризованных и неполяризсвэнных спектрах фотовозбуждекия в магнитном полз наблюдались переходы: Ы1°-е°, и где ьъ и 1Ь- обозначают тип дырочной подзоны

(м-зона тяжелых дырок зона логких дырок), е- зона

проводимости, надстрочный индекс- номер уровня Ландау, подстрочный индекс-номер рэзкорноквактоьакной подзона. Зоемаповское рассепленпе линий переходов и в 10 Тл

составило »1.? и 4 мэВ, соответственно. В диапазоне магнитных полей 3>7 Гл. в с" и в о" поляризации наблюдались антипересечения 'линии .перехода с линиями переходов с

верхних незаполненных уровней Ландау -м^. Величина расщепления составила «I маВ в а* и мэВ в ъ поляризации. Интенсивности антиперссекзпшхся линий становятся одагааковыми при 1Ь5 Тл.

Аитплеросочение лиса фотовозбуздоппя нслго объяснить только взаикодейстснсм зкслхо:ппхх состояний.

взэемодойствиэ эксптошшх состояний ъь, (зс1-) , ьь^кз-) ,

ьъ^за-) с 1^(10) в а поляризации наблюдалось в нологировенних узких КЯ (<100 а), э м^гр-) с 1^(13) в узких асимметричных ¡»легированных КЯ. Для наблюдения взаимодействия эксятоноп ы^па-), (пр-) и 1^(13) необходимо, чтооы прл Н=0 Тл энергии переходов из возбужденных эксйтогсщх состояний ьг^ были меньпе чем энергия перехода из основного состояния и-. . Те кое условие реализуется только в узких КЯ. В сллэктивно легированной г-тигтз КЯ с рь=Б*101!> см'2 при Н-0 .Тл экситош пэ образуются. Однако, магнитное полз рестобплнзирует зкситопнне состояния на верхних незаполненных уровнях Ландау. При энергии связи экситошгнх состояний должны монотонно увеличиваться с тостом магнитного поля. 'Таким обрезом, в сироких селективно лепгрсвйнных КЯ могут роолизовываться условия для наблюдения взапг.адэаствий экранированных экситоных состояний из зон тяжелых и легких дырок.

Аптнперосечение Ъ <т" поляризации связано со взаимодействием (з<л-) и 1^(13) экентонных состояний, которое наблхдплось рЕнее в нелегированных люадо/салз КЯ, вирданпых в высокосимиетрлчном направлении (100]. Понижения с.пшетрии в плоскости КЯ и 'электрическое поле, перпендикулярное 2Д плоскости, должны усиливать взаимодействие этих зкеитоншх состояний. Антипересечекао в с* поляризации может быть евлзано со взаимодействием ьь,(?р-) и ^»ю) состояний, которое наблюдалось в аси\мстр1гшшс КЯ. ' . •

Б заклычепии сформулированы осчогнлс разул!.-4 птч р вое та, виноепше на защиту.

0chobhh9 peayj-itTexu onyOxmcoBaau b cjfe,ayii®!X Hay^HHX pecoT»x:

V.D.Kulakovtkii, L,V.8utov, X.E.Itskevloh, L.V.Kulik, T.G.Andorsson, W.Shunin, A.y.LoKti&dse, Correlation effects in •agnetolusinescenc* spectra froa dense quoBi-2D .electron gas in selectively doped InGaAs/GaAs gunntun vails, Sol. fit. Electron. 37, 725 (1993).

L.V.KuXik, A.V.Pfltinova, V.D.Kulakovskii, T.G.Andersson, e.-M.Wang, A.V.Lonsadze, Interaction of above Fermi odga nagnetoeiciton states f reus different eubbandu in dens« 30 electron aegnetoplaana, Phys. Rev, B 51,17564(1995),

L.V.Kulik, v.T.Dolgopolov, A.A.Shaabkin, A.F.Dlte, t.V.fcutev, V.0.Kulahovskii, H.C.Kanoharan and H.Sbayegan, Tina-resolved photoluniTiBftcemce ot a two-dinanttional hole system in the extreae «punton Thy«, "Rev. B 51, 13876 <1995).

5»K. 252. 20.H.95 r.. O0i£u 0,75 y.-M.n. Tnpax 100 atcs.

TinorpBj.ffi HXi*! PAH