Интегральное поглощение как функция отклика экситонных поляритонов в полупроводниковых кристаллах, твердых растворах и множественных квантовых ямах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

российская академия наук

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИИ ИНСТИТУТ им А Ф ИОФФЕ

ИНТЕГРАЛЬНОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ КАК ФУНКЦИЯ ОТКЛИКА ЭКСИТОННЫХ ПОЛЯРИТОНОВ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ КРИСТАЛЛАХ, ТВЕРДЫХ РАСТВОРАХ И МНОЖЕСТВЕННЫХ КВАНТОВЫХ ЯМАХ

специальность 01 04 10 - физика полупроводников

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург 2007

003161563

Работа выполнена в Физико-Техническом институте им А Ф Иоффе РАН

Научный руководитель

доктор физико-математических наук, профессор Р П Сейсян

Официальные оппоненты

доктор физико-математических наук, профессор А В Селькин

кандидат физико-математических наук, доцент И В Игнатьев

Ведущая организация

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Защита состоится 8 ноября 2007 г в 15 00 часов на заседании диссертационного совета К002 205 02 при Физико-техническом институте им А Ф Иоффе РАН по адресу 194021, Санкт-Петербург, ул Политехническая, д 26

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Физико-технического института

им А Ф Иоффе РАН

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим высылать по вышеуказанному адресу ученому секретарю диссертационного совета

Автореферат разослан 3 октября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета К002 205 02

кандидат

физико-математических наук Г С Куликов

общая характеристика работы

В работе выполнено комплексное сравнительное исследование температурно-зависимого интегрального поглощения в сверхтонких образцах высокосовершенных полупроводниковых кристаллов, твердых растворов и гетероструктур с множественными квантовыми ямами

Актуальность темы С момента предсказания экситона Френкелем [1] прошло 76 лет В течение 50 лет созданная Пекаром "теория электромагнитных волн в кристалле, в котором возникают экситоны" [2], привлекает внимание исследователей

Слово экситоника давно включено в толковые словари, но только в последнее десятилетие технологические возможности науки позволили реализовать первые прототипы экситонных приборов [3] Для управления экситонными приборами требуется значение энергии, сравнимое со значением экситоннои энергии связи, что существенно меньше разницы энергий соответствующих уровней электронно-дырочных переходов

Для управления экситон-поляритонными приборами требуется еще меньшее значение энергии, сравнимое со значением энергии продольно-поперечного расщепления Экситонный поляритон является собственным элементарным возбужденным состоянием кристалла, возникающим в результате взаимодействия распространяющейся в кристалле световой волны с экситонной поляризацией

Свойства экситонных поляритонов являются определяющими в физике полупроводниковых микрорезонаторов Смешанная экситон-фотонная природа поляритонов делает перспективным создание на их основе низкопороговых "поляритонных лазеров" и сверхбыстрых оптических переключателей

Несомненно, существование в полупроводниковых кристаллах добавочных световых волн, возникающих из-за наличия неоднозначности в дисперсионных соотношениях, связанной с пространственной дисперсией, подтверждено многочисленными разнообразными экспериментальными методами [4]

Данная работа выделяет интегральное поглощение как наиболее информативную функцию отклика экситонных поляритонов, и как метод экспериментального подтверждения и исследования экситон-поляритонной природы светопереноса вблизи края фундаментального поглощения и определения материальных параметров полупроводниковых кристаллов

Интегральная спектроскопия традиционно используется для определения силы осциллятора в системах с диссипацией, в которых энергия, поглощаемая системой в максимуме, обратно пропорциональна параметру затухания (осциллятор Лоренца)

Нарушение постоянства интегрального поглощения свидетельствует об изменении закона поглощения энергии, и связано либо с изменением дисперсионных характеристик осцилляторов, либо с появлением между ними взаимодействия В случае экситон-поляритонного светопереноса интегральное поглощение не является постоянной величиной, что объясняется эффектом пространственной дисперсии для полупроводниковых кристаллов, и резонансным взаимодействием экситонов, локализованных в квантовых ямах для структур пониженной размерности

Экситонные поляритоны распространяются без истинного поглощения света, поглощение энергии происходит только при нерадиационном распаде экситонов в результате взаимодействия с диссипативной подсистемой Интегральное поглощение позволяет обнаружить свидетельства поляритонной природы светопереноса без детального рассмотрения кинетических процессов диссипативного рассеяния экситонов

Объектом исследования в настоящей работе были сверхтонкие образы высокосовершенных полупроводниковых кристаллов, твердых растворов и образцы с множественными квантовыми ямами

Целью работы было исследование методами оптической спектроскопии интегрального поглощения как функции отклика экситонных поляритонов в области экситонных резонансов края фундаментального поглощения и теоретический анализ результатов исследований

В настоящей работе были поставлены следующие задачи исследование и анализ зависимости интегрального поглощения высокосовершенных полупроводниковых кристаллов, полупроводниковых твердых растворов и структур с множественными квантовыми ямами от параметра затухания,

исследование и анализ температурной зависимости ширины линии поглощения соответствующей экситонным резонансам и температурной зависимости параметра нерадиационного затухания,

определение параметров экситонных поляритонов в исследуемых образцах полупроводниковых кристаллов и твердых растворов

Для решения поставленных задач были выбраны следующие методы Использование температуры в качестве фактора, изменяющего параметр затухания экситонных поляритонов,

Изучение температурно-зависимого поглощения стандартными методиками спектрального анализа, измерением пропускания и отражения,

Использование для измерения пропускания сверхтонких образцов высокого кристаллофизического совершенства и применение специальной техники их свободой упаковки,

Совместная регистрация и обработка спектров пропускания и отражения для устранения модуляции спектров осцилляциями интерференции Фабри-Перо,

Использование методов контурного анализа для выделения интересующих линий поглощения из общего спектра,

Выделение истинного параметра нерадиационного затухания исключением вклада неоднородного уширения из наблюдаемой ширины линии поглощения

Научная новизна настоящей работы заключается в том, что большинство экспериментальных данных получено впервые

Впервые исследовано температурно-зависимое поглощение образцов полупроводниковых кристаллов С1аА$ в интервале температур 4 2-400К, Впервые исследовано температурно-зависимое интегральное поглощение образцов полупроводниковых кристаллов 1пР,

Впервые исследовано температурно-зависимое поглощение образцов короткопериодных сверхрешеток с множественными квантовыми ямами СаА5/А1о звао 7Аэ, Впервые исследовано температурно-зависимое поглощение образцов длиннопериодных структур с различным числом квантовых ям 1пхСа| хАзЛЗаАч,

Впервые получены экспериментальные подтверждения соответствия интегральных характеристик поглощения экситон-поляритонному светопереносу с участием механизма локализованных экситонов

Научная и практическая значимость настоящей работы заключается в установлении критерия существования экситонных поляритонов в полупроводниковых кристаллах, твердых растворах и структурах с множественными квантовыми ямами, - в формировании процедуры выделения истинного нерадиационного затухания путем исключения из наблюдаемой ширины линии поглощения вклада неоднородного уширения, для последующего анализа взаимодействия экситонов с рассеивателями в рамках основных диссипативных механизмов,

в экспериментальном определении значений энергии продольно-поперечного расщепления и критического параметра затухания,

в экспериментальном определении диапазона рабочих температур, в котором могут использоваться приборы на экситонных поляритонах

Основные научные положения, выносимые на защиту

1 Температурная зависимость интегрального поглощения линии основного экситонного состояния в полупроводниковых кристаллах ОаАх и 1пР количественно и качественно описывается теорией экситон-поляритонного светопереноса с участием механизма свободных экситонов Максимальное значение интегрального поглощения при температурах выше критической позволяет экспериментально определить значение энергии продольно-поперечного расщепления

2 Температурно-зависимое интегральное поглощение в короткопериодных сверхрешетках СаАэ/АЬ звао 7аз имеет низкотемпературную особенность характерную для полупроводниковых кристаллов При отклонении направления светопереноса от нормали структуры, эта особенность может быть интерпретирована как экситон-поляритонный светоперенос в модели эффективной среды, учитывающей эффект пространственной дисперсии, аналогично поглощению в полупроводниковых кристаллах

3 При низких температурах светоперенос в области края фундаментального поглощения в полупроводниковых твердых растворах Л1ц нОао высокого кристаллофизического совершенства имеет поляритонный характер Критерием существования экситонных поляритонов является наличие участка "аномального" роста интегрального поглощения в области низких температур, соответствующих значениям параметра затухания ниже критического

4 Низкотемпературная особенность интегрального поглощения линии основного состояния экситона уровня тяжелой дырки НН1Е1 в длиннопериодных структурах с множественными квантовыми ямами 1пхСа] хАв/ваЛв может быть интерпретирована как экситон-поляритонный светоперенос с участием механизма переизлучения локализованных в квантовых ямах экситонов без их "механического" переноса

5 В полупроводниковых кристаллах ОаАв, 1пР и твердых растворах А1о [зОао «Ля наблюдаемая при низких температурах ширина линии поглощения основного экситонного состояния преимущественно определяется вкладом неоднородного уширения Неоднородное уширение не влияет на проявление механизмов интегрального поглощения и может быть исключено из рассмотрения при выделении истинного нерадиационного затухания и определении материальных параметров

Апробация результатов работы Основные результаты диссертации опубликованы в 4 статьях в научных журналах, а также в материалах 4 научных конференций

Объем и структура работы Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы Работа содержит 170 страниц, 59 рисунков, 79 библиографических ссылок

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Во введении обоснована актуальность темы, определены объекты исследования, сформулирована цель и задачи работы, перечислены методы их достижения, отмечена новизна, научная и практическая значимость работы, изложены основные положения, выносимые на защиту Указаны ссылки на материалы конференций, на которых проводилась апробация работы, и ссылки на статьи в научных журналах, в которых опубликованы результаты диссертационной работы, указан объем, изложена структура работы

В главе 1 приведены положения теории экситонных поляритонов, необходимые для дальнейшего изложения Отмечена важность корректного учета толщины экситонного "мертвого слоя" при рассмотрении дополнительных граничных условий Кратко обсуждены особенности традиционных экспериментальных спектроскопических методик изучения экситон-поляритонного оклика Рассмотрена теория интегрального поглощения в полупроводниковых кристаллах

Для изотропного негиротропного полупроводникового кристалла с диэлектрической проницаемостью, описывающей экситонное поглощение света с учетом пространственной дисперсии

£(со,к) = еь

2а>пщ,

2 Ьк-со„ + — ю„-(0 М.,

-КОу

значение интегрального поглощения, определяемого

как К = |я (со)<:/а), равно [5]

л

апПап

Г

-'г

при Г < Г(

где Кт,х =}Ш,Т-

АГ = ^ив,при Г>Г , значение интегрального поглощения при Г > Г

ЙГ = 2Лщ 2еь ^Н°'т, - критическое значение параметра затухания, Г = йу V Мл-

'.Зависимость интегрального поглощении от параметра затухания проиллюстрирована н;1 рис. 1.

Приведены характеристики толщин образцов, описана техника и методика изготовления и подготовки сверхтонких образцов. Описана экспериментальная техника спектрального анализа, способы получения спектров поглощения. Отмечены особенности процедур выделения линии поглощения из общего спектра с использованием методой контурного анализа, формирования интегральных характеристик поглощении, оценены погрешности используемых ме тодов измерении и оорасютки экспериментальных данных.

В главе 2 приведены экспериментальные данные темпсратурно-чнвисимого поглощения в образцах полупроводниковых кристаллов (¡уЛ:; и 1пГ' Рассмотрена процедура ■выделения истинно™ диссу.патиЕноге затухання путем исключения ич иаблюдаемой ширины ли!!ии поглощения вклада неоднородного унт прении. Проведен анализ экспериментально наблюдаемой ширины линии поглощения и испитого параметра затухания от температуры с учетом основных ди-ссипативных механизмов, обуслодленных взаимодействием .экемтоног? с нейтральными, ионизованными, заряженными примесями, акустическими и оптическими фононами. Определены те м пер атур I [о-н с з а ни с и м ы с вклады. Показана определяющая роль вклада неоднородного угнирения в экспериментально наблюдаемую ширину линии.

Отмечено существенное различие эксперимента.'!ькых констант взаимодействия с акустическими и оптическими фононами. описывающих температурную зависимость истинного диесшштавного затухания, и соответствующих констант, описывающих наблюдаемую ширину линии. На рис. 2 показаны экспериментальные температурные зависимости интегрального поглощения К(Т) в полупроводниковых кристаллах О а Ах и [пР, допол-

• 1

' ..................\...............

1 1 !

1 1 ...............1 1 1 ■ 1 — .........................:

Г

Рис. 1. Теоретическая зависимость и 8 игрального поглощения К от параметра :<агух:лшя Г , Штриховыми лшшями покачаны гиачдгеия критического затухания Г и максимллиЕюс значение интегрального поглощении К , 11у[гк тиром покатана асимптотика интегралы км поглощения I гри малых значдргия* параметра чатухапия

, 4 Г

к Г,

ионные данными работ [6] и [71 и которых исследовалось темперэтурмо-зависилюе интегральное поглощение в CdTc, Zii'l'c, ZnSe. Экспериментально определенные чкачания продольно-поперечного растепления, критического параметра затухания, максимального интегрального но]лощения и критической температуры сведет.! к табл. I.

В главе 3 рассмотрены особенности экситонов в квактоворазмерных структурах, изложена теория 'жеитонного поглощений в модели эффективной однородной среды.

Приведены экспериментальные данные температурно-чависнмого поглощения в коротконериодных с верх-решетках Ga As/Ala зОяо? As. Проведен сравнительный

ан.) П:; экспериментальных данных.

Низкотемпературная особенность интегрального поглощения (рис. 3) исследованных короткоиериодпых сверхрешеток объясняется в рамках модели однородной

о 60 1(10 150 ии 250 300 эффективной (полубсскопсч-

Т, К пой) среды, учитывающей Рис. 2. 1см [[ср;гг}р[№-»111исимис плюральное и силой каше и эффект пространственной к I > н-:":. i: 1:: :".: K и X .Ч'л ч. ;:Т Ct!Te, У-П ['с, /пЙс. дИСПСрСИИ Ш Г 3 !; 11.

'Завис км ость интегрального поглощения в ZtiSe изображена

поглощению в I юлу проводи II-

умсЕгыастшой в два рача, в hi Р увеличенной в двя раза, в GaAs

ковых кристаллах. Данный

увели челнов в пять pai.

эффект возможен при

отклонении направления свстопсрсноса от нормали. Случай строго нормального направления спето переноса соответствует бесконечной эффективной трансляционной массе эксдтона в квантовой ямс, при котором поляритонные эффекты, связанные с пространственной дисперсией, отсутствуют - аналогично случаю бесконечной эффскат-свной трансляционной массе :жситопа в полупроводпиковых кристаллах.

Таблица I. Значения максимального (штегрзл мило поглощения оспенлюю состояния дискрет I(ого лрелтолного спектра пол ул р овол л л ков кр[[ста;[;[ои и олределеллме мо ли м ларам стры желтом ил\ но."1 притонов

т1:,к *...... см Ш!Г, мэВ 1

ОвЛу 4.1 135 73 (Ш2 экемир. 0.08 [37|ч [26] 0.25 э ¡геттер. 0.24 [26]

]Т1Г 5 200 14У 0.175 женер, 0.14 [26] 0.17 И 1 ] 0.324 лкспер. 0.29 |26]

СсП'с 10,7 Ж) ■115 0.45 окелор (Ы [26] 034 же л ер 0.3 [26]

/и'! с 12. К 110 0.65 чкеиер. 0.8 [26] 0.75 -э кои ср. 0.92 [26]

Ни ■¿ставке. рис. 3 к'отбугажс.™ тарщ-цстрнровашюс упметгнкс критичоскои. температуры интегрального поглощения образца

сверхрешетки с 20 до 30К при увеличении угла падения свста на образец.

Изложена теория

■же итоп-пол яри-го иного с в сто -переноса с участием механизма локализованных 'жеитонов в структурах с конечным числом квантовых ям [9]. [10]. Рассмотрены характеристики поглощения структур с множественными квантовыми ямами, определены интегральные характеристики поглощения. Рассмотрена особая роль радиационного затухания в кв а нто в о размерных структурах

., К , мэВ

Т, К

Рис. Гракнитслышс тамноратуриыч 'ишкнмости штд'раиыюго

[[ОГЛОЩСНШГ К{Т) ПИЛИЛ, СООГЙСЧЧЛ'нуюШСИ основному СОСТОЯНИЮ ЛКСЛГОН ЛОГО ЛЛСКрсгмоГО СПСКТра 1ф1 ЮЛССЛИ Л ССКОГО ПО.11У1JI]ОНОДI н 1 ка

СиДа и величины К'(Т). пропорциональной ¡штеграл иному

поглощению, прсдс 1(ШЛ Н 101Г [СО прол ¡ЬСЛОЛЛС СИ ГСПЛССКОП П-ПОТЛ(К][[

образца на ширину лилии поглощения гжеитопа, связанного с уровнем перехода ] N11 ГI и сш;рхрешетке

' Э ? -э о Ч- о J ° ° з о О

о конечным и оесконечным числом квантовых ям.

Благодаря конечному времени излучатсльной рекомбинации ikchtohob, локализованных н квантовых ямах, света перс нос осуществляется резонансным переизлучением без "механического" переноса экситопов. Такой перенос интерпретируется как экситон-гюднритонный и, при отеутечвии связи с диссиматинной пол системой, происходит без истинного поглощения светя. Отмечен коллективный характер экситон-поляриюнного ев сто перенос а е участием механизма локализованных экситонов в ограниченных средах.

В главе 4 рассмотрены особенности локализации жеитснив в случайном поле флуктуации состава в твердых растворах. Обсуждены две различные модели "жентоlino.п яри то иного светоперепоса с участием квазисвобод! it.ix и локализованных экситонов Продемонстрирована процедура совместной обработки спектров пропускания и отражения

для устранения модуляции

гс. мэв

0.5 о.в спектров осцилляция ми

интерференции Фабри-Перо. Приведены экспериментальные данные температурно-заппсимого поглощения

образца полупроводникового твердого раствора

Alo.isGao.gsAs. Исключен и оценен вклад неоднородного уширения, связанный с флуктуирующим потенциалом в твердом растворе. Проведен '.ж с п сри м с нта л ьно наблюдаемой ширины линии поглощения и истинного параметра норалианионного затухания от температуры е учетом основных дисеипатив-

ных механизмов. Отмечен вклад в нерадиапмокное затухание дополнительного механизма рассеяния экситонов на флуктущиях случайного потенциала.

Па рис. 4 изображена экспериментальная температурная зависимость интегрального поглощения исследованного образца. Критерием существования экситонных поляритонов

........—~4~

Г(Т) 1 -о- К(Т)

0 "100 20D 300 4DD

Тс

° т, к

Vite. 4, 3Kcuq?]iMcr[TziJJbiiw{ температур мая ^шпслмости кtm;грешного ГТОГЛОЩСНИЯ ЛИПШ1 СООТВСТСТВуЮЩСЙ» основному состоянию анализ декретного экситопиого CE[CK"q><( К(Т) обры'лш AI(Ki3Cr<i|)K;As, л расчетная ^нщеиыость [штарилыЕого поглощения

и юра MCI pu

ч^тухания СО ЧН&ЧСНИЯШ! A'm|i: —Н9.5- ГГ Г = 0.32jWjB

см

К^Гф, мэВ о.оао -

~1

/ Nsv'-S

/ 1 / о - O/y

С'з^г.......

......"■

является Наличие участка монотонного роста интегрального поглощения в Области низких температур, соответствующих значениям параметра затухания ниже критического. В исследуемых образцах вид зависимости интегрального поглощения качественно аналогичен виду зависимости интегрального поглощения "основного" полупроводника. Отделить возможный вклад механизма с участием локализованных экситонов пе представляется возможным, поэтому опенки материальных параметров сделаны только с учетом теоретической зависимости интегрального поглощения в модели квазисвободных экситонов.

13 главе 5 приведены экспериментальные данные темперазурно-завнеимого поглощения в длшщо период ных структурах ín,Ga .¿As/GaAs с различным числом квантовых

ям с близким составом, шириной ям и периодом структуры.

Продемонстрирована процедура получения спектров поглощательпой способности и 'эффективного коэффициента поглощения. Совместная

регистрация и обработка спектров пропускания и отражения позволяет

200

j к практически полностью

исключить модулирующее влияние осци.чляцнЙ

интерференции Фабри-Перо.

Проведен анализ

экспериментально наблюдаемой ширины линии поглощения соответствующей основному (1s) состоянию жетона, связанного с переходом тяжелой дырки ПП1Е1, учитывающий температурно-незавпеимый вклад и вклад обусловленный взаимодействием экс кто нов с оптическими фонолами. Оценено значение радиационного затухания на основании экспериментальных данных для интегрального поглощения одиночной квантовой ямы. Проведено сравнение полученных экспериментальных данных с данными по интегральному поглощению для одиночных и двойных квантовых ям [I I]. Проведен сравнительный анализ ипте-

KN=20r0ÍT) ^к).846мкм

. ..КN=40^0СП d

О.ЭЭОмкм..

KN = 10r0(T) d=0.906MiíM

Рис. у :Эте]!срамсттшьаыс температурные зависимости интегральной характеристики поглощения образцов InGaAy/GaAs с мвожественнымй квантовыми я\та\ш с близким значением периода с: а1, чi уры (J ,i¡o различным колл'тсС] ном периодов N. (ЛгглаамчИ линиями покляаны интерпретации гкепер i [мгнпп ь at.j л

тральных характеристик поглощения образцов с различным числом квантовых ям и сравнение экспериментальных зависимостей с теоретическими расчетами На рис 5 показаны экспериментальные температурные зависимости интегральной характеристики поглощения линии, соответствующей основному (И) состоянию экситона, связанного с уровнями перехода тяжелой дырки НН1Е1 образцов 1пСаЛя/ОаЛз с множественными квантовыми ямами с различным количеством периодов N Участок монотонного роста интегральной характеристики поглощения при низких температурах теоретически интерпретируется механизмом светопе-реноса, возникающим при резонансном переизлучении квазидвумерных экситонов, локализованных в квантовых ямах без "механического" переноса экситонов [8], [9], [10]

В заключении приведены основные результаты работы, которые можно сформулировать следующим образом

1 Проведенные экспериментальные исследования интегрального поглощения образцов полупроводниковых кристаллов демонстрируют качественное и количественное соответствие экспериментальных данных с теоретическими расчетами и свидетельствуют об экситон-поляритонном характере светопереноса в области края фундаментального поглощения Экспериментально определенные значения продольно-поперечного расщепления и критического параметра затухания имеют высокую точность, так как их расчет производится на основании большого значения интегрального поглощения при высоких температурах

2 Экспериментальная регистрация спектров пропускания полупроводниковых кристаллов с большим коэффициентом поглощения оказалась возможной при использовании сверхтонких, свободно упакованных образцов

3 Для исследованных образцов определены критические температуры экситон-поляритонного светопереноса Полученные значения могут быть использованы при создании экситон-поляритонных приборов

4 Показано что экспериментально наблюдаемая ширина линии поглощения не соответствует истинным значения параметра нерадиационного затухания, а определяется неоднородным уширением и существенно превышает значение энергии продольно-поперечного расщепления Значение истинного параметра нерадиационного затухания может быть выделено исключением из наблюдаемой ширины линии вклада неоднородного уширения При этом продемонстрировано, что при учете основных диссипативных механизмов экспериментально определенные значения констант, описывающих температурные зависимости наблюдаемой ширины линии, и истинного параметра затухания существенно отличаются Неоднородное уширение не препятствует

проявлению экситон-поляритонных эффектов и не вносит вклад в интегральное поглощение

5 Примененная совместная регистрация спектров пропускания и отражения позволила произвести реконструкцию спектров поглощения, в которых практически полностью отсутствует модулирующее влияние осцилляций интерференции Фабри-Перо

6 Применение методики контурного анализа является необходимым условием адекватного выделения контуров исследованных линий поглощения из общего спектра Большинство экспериментальных результатов не может быть получено методом непосредственного вычитания базовой линии из общего спектра

7 Впервые низкотемпературная особенность интегрального поглощения, соответствующая экситон-поляритонному светопереносу, экспериментально обнаружена в квантоворазмерных структурах В короткопериодных структурах квантовых ям эта особенность может быть объяснена в рамках модели однородной среды, учитывающей эффект пространственной дисперсии при отклонении направления светопереноса от нормали Впоследствии, для объяснения обнаруженной экситон-поляритонной особенности поглощения, была создана теория экситон-поляритонного светопереноса с участием механизма локализованных экситонов для структур с конечным числом квантовых ям Определяемая данной теорией зависимость интегрального поглощения в длиннопериодных структурах впервые экспериментально подтверждена исследованием, проведенным в настоящей работе

8 Впервые исследованное температурно-зависимое поглощение в полупроводниковых твердых растворах показало экситон-поляритонный характер светопереноса в области края фундаментально поглощения В полупроводниковых твердых растворах возможно существование двух различных механизмов экситон-поляритонного светопереноса В исследуемых образцах вид зависимости интегрального поглощения качественно аналогичен виду зависимости интегрального поглощения "основного" полупроводника

9 Впервые методом интегрального поглощения были исследованы объекты с различными механизмами распространения экситонных поляритонов Обобщение результатов исследования позволяет считать интегральное поглощение эффективным методом экси-тон-поляритонной спектроскопии и экспериментальным критерием подтверждения существования экситон-поляритонного характера светопереноса

Основные результаты диссертации опубликованы в работах

1 VA Kosobukin, RP Seisyan and SA Vaganov Exciton-polariton light absorption in bulk GaAs and semiconductor superlattices // Semicond Sci Technol - Jul, 1993 - 8 -P 1235-1238

2 RP Seisyan, VA Kosobukin SA Vaganov, GN Aliev, OS Coschug Exciton-polariton resonances in light absorption spectra of semiconductor superlattices and crystals // International Symposium on Physical Concepts and Materials for Novel Optoelectronic Device (Trieste, Italy, 1993)

3 RP Seisyan, VA Kosobukin, SA Vaganov, GN Aliev, OS Coschug Exciton-polaritons in light absorption spectra of semiconductor crystals and superlattices // 3-th International Conference on Optics of Excitons in Confined Systems (Montpllher, France, 1993)

4 GN Aliev, OS Costhug-Toales, VA Kosobukin, RP Seisyan, SA Vaganov Exciton-polariton resonances in light absorption spectra of semiconductor superlattices and crystals // Proc SPIE - 1993 -V 1985 -P 794-801

5 RP Seisyan, VA Kosobukin, S A Vaganov High-temperature efficiency of exciton-polariton processes in semiconductors and 2D systems // International Conference on Excitonic Processes in Condensed Matter (Darwin, Australia, July 1994)

6 GN Aliev, OS Coschug-Toates, VA Kosobukin, RP Seisyan, SA Vaganov High-temperature efficiency of exciton-polariton processes in semiconductors and 2D systems // Proc SPIE - 1995 - V 2362 - P 561-568

7 P П Сейсян В А Кособукин, С А Ваганов MA Маркосов, ТС Шамирзаев, К С Журавчев, А К Бакаров, А И Торопов Экситонные поляритоны в полупроводниковых твердых растворах AlxGai xAs // IV Международная конференция по физике взаимодействия света с веществом в наноструктурах (Физико-технический институт им А Ф Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия, 29 июня - 3 июля, 2004)

8 RP Seisvan, VA Kosobukin, SA Vaganov, MA Markosov, ТА Shamirzaev, KS Zhuravlev, А К Bakanov and A I Toiopov Exsitomc polaritonis in semiconductor solid solutions AlxGa, xAs // Phys Stat Sol С - 2005 - V 2 - P 900-905

Цитируемая литература

1 J Frenkel //Phys Rev -1931 -37 - 17

2 СИ Пекар Теория электромагнитных волн в кристалле, в котором возникают экситоны //ЖЭТФ - 1957 -Т 33 -Вып 4(10) - С 1022-1036

3 David IV Snoke Excitonic Circuit New Tools for manipulation Photons // Photonic Spectra -Jan, 2006

4 Excitons / Ed E I Rashba, M D Sturge - North-Holland, Amsterdam, 1982

5 H H Ахмедиев Роль пространственной дисперсии в поглощении света экситонами // ЖЭТФ - 1980 -Т 79 -Вып 4(10) - С 1534-1543

6 Г H Алиев, О С Кощуг, Р П Сейсян Высокотемпературная граница эффективности экси-тон-поляритонных процессов в кристаллах теллуридов кадмия и цинка // ФТТ - 1994 -Т 36 -№2 - С 373-388

7 RM Dalsiev, VA Kosobukw, NV Luk'yanova, RP Seisyan, MR Vladimirova Exciton-polaritonic absorption in II-VI and III-V semiconducting "pre-quantum" layers and quantum wells // Electrochemical Society Proceedings V 98-25 - P 228-233

8 VA Kosobukw Theory of Exciton-Polariton Absorption in Multiple Quantum Wells // Phys Stat Sol В -1998 - 108 -P 271-283

9 В А Кособукин, M M Моисеева Оптика квазидвумерных экситонов в ограниченых переодических структурах Поляризационные эффекты // ФТТ - 1995 - Т 37 -№12 -С 3694-3703

10 В А Кособукин Пропускание и отражение света полупроводниковыми сверхрешетками в области экситонных резонансов // ФТТ - 1992 -Т 34 -№10 - С 3107-3118

11 W S Shen, SC Shen, WG Tang, S M Wang, and TG Anderson, J Observation of excitonic polariton and broadening of room-temperature exciton in strained InGaAs/GaAs quantum wells // Appl Phys - 1995 - 78 - P 1178-1182

Лицензия ЛР №020593 от 07 08 97

Подписано в печать 24 09 2007 Формат 60x84/16 Печать цифровая Уел печ л 1,0 Тираж 100 Заказ 2004Ь

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул , 29 Тел 550-40-14 Тел/факс 297-57-76

Введение.

Глава 1. Теория интегрального поглощения.

1.1. Экситон-поляритонный отклик вблизи края фундаментального поглощения.

1.1.1. Дополнительные граничные условия.

1.2. Экспериментальные методы изучения экситон-поляритонного отклика.

1.2.1. Отражение.

1.2.2. Фотолюминесценция.

1.2.3. Пропускание.

1.2.4. Другие экспериментальные методики.

1.3. Теория интегрального поглощения.

1.4. Экспериментальные методы изучения интегрального поглощения.

1.4.1. Характеристики экспериментальных образцов.

1.4.1.1. Техника и методика изготовления и подготовки образцов.

1.4.1.2. Характеристики толщины образцов.

1.4.2. Техника экспериментального исследования.

1.4.2.1. Экспериментальная установка.

1.4.3. Методы обработки экспериментальных данных.

1.4.3.1. Получение спектров поглощения.

1.4.3.2. Контурный анализ. Обработка спектров.

Глава 2. Интегральное поглощение полупроводниковых кристаллов.

2.1. Условие баллистического переноса экситонов.

2.2. Экспериментальное изучение температурно-зависимого поглощения в полупроводниковых кристаллах.

2.2.1. Температурно-зависимое поглощение в образцах свободных полупроводниковых кристаллов GaAs.

2.2.2. Температурно-зависимое поглощение в образцах свободных полупроводниковых кристаллов InP.

2.2.3. Температурно-зависимое поглощение в слоеных образцах полупроводниковых кристаллов GaAs.

2.3. Интегральное поглощение как функция отклика экситонных поляритонов в полупроводниковых кристаллах.

2.4. Температурное уширение линии поглощения основного состояния дискретного экситонного спектра.

С момента предсказания экситона Френкелем [1] прошло 76 лет. В течение 50 лет созданная Пекаром "теория электромагнитных волн в кристалле, в котором возникают экситоны" [2], привлекает внимание исследователей.

Слово экситоника давно включено в толковые словари, но только в последнее десятилетие технологические возможности науки позволили реализовать первые прототипы экситонных приборов (например, контролируемый экситонный транспорт на расстояния до 1мм [20]). Для управления экситонными приборами требуется значение энергии, сравнимое со значением экситонной энергии связи, что существенно меньше разницы энергий соответствующих уровней электронно-дырочных переходов.

Для управления экситон-поляритонными приборами требуется еще меньшее значение энергии, сравнимое со значением энергии продольно-поперечного расщепления. Экситонный поляритон является собственным элементарным возбужденным состоянием кристалла, возникающим в результате взаимодействия распространяющейся в кристалле световой волны с экситонной поляризацией.

Свойства экситонных поляритонов являются определяющими в физике полупроводниковых микрорезонаторов. Смешанная экситон-фотонная природа поляритонов делает перспективным создание на их основе низкопороговых "поляритонных лазеров" и сверхбыстрых оптических переключателей.

Несомненно, существование в полупроводниковых кристаллах добавочных световых волн, возникающих из-за наличия неоднозначности в дисперсионных соотношениях, связанной с пространственной дисперсией, подтверждено многочисленными разнообразными экспериментальными методами [10].

Данная работа выделяет интегральное поглощение как наиболее информативную функцию отклика экситонных поляритонов, как метод экспериментального подтверждения и исследования экситон-поляритонной природы светопереноса вблизи края фундаментального поглощения и определения материальных параметров полупроводниковых кристаллов.

Интегральная спектроскопия традиционно используется для определения силы осциллятора в системах с диссипацией, в которых энергия, поглощаемая системой в максимуме, обратно пропорциональна параметру затухания (осциллятор Лоренца). Нарушение постоянства интегрального поглощения свидетельствует об изменении закона поглощения энергии, и связано либо с изменением дисперсионных характеристик осцилляторов, либо с появлением между ними взаимодействия. В случае экситон-поляритонного светопереноса интегральное поглощение не является постоянной величиной, что объясняется эффектом пространственной дисперсии для полупроводниковых кристаллов, и резонансным взаимодействием экситонов, локализованных в квантовых ямах структур пониженной размерности.

Экситонные поляритоны распространяются без истинного поглощения света, поглощение энергии происходит только при нерадиационном распаде экситонов в результате взаимодействия с диссипативной подсистемой. Интегральное поглощение позволяет обнаружить свидетельства поляритонной природы светопереноса без детального рассмотрения кинетических процессов диссипативного рассеяния экситонов.

Объектом исследования в настоящей работе были сверхтонкие образы высокосовершенных полупроводниковых кристаллов, твердых растворов и образцы с множественными квантовыми ямами.

Целью работы было исследование методами оптической спектроскопии интегрального поглощения как функции отклика экситонных поляритонов в области экситонных резонансов края фундаментального поглощения и теоретический анализ результатов исследований.

В настоящей работе были поставлены следующие задачи:

- исследование и анализ зависимости интегрального поглощения высокосовершенных полупроводниковых кристаллов, полупроводниковых твердых растворов и структур с множественными квантовыми ямами от параметра затухания,

- исследование и анализ температурной зависимости ширины линии поглощения соответствующей экситонным резонансам и температурной зависимости параметра нерадиационного затухания,

- определение параметров экситонных поляритонов в исследуемых образцах полупроводниковых кристаллов и твердых растворов.

Для решения поставленных задач были выбраны следующие методы:

- Использование температуры как фактора, изменяющего параметр затухания экситонных поляритонов,

- Изучение ' температурно-зависимого поглощения стандартными методиками спектрального анализа измерением пропускания и отражения,

- Использование для измерения пропускания сверхтонких образцов высокого кристаллофизического совершенства и применение специальной техники их свободой упаковки,

- Совместная регистрация и обработка спектров пропускания и отражения для устранения модуляции спектров осцилляциями интерференции Фабри-Перо,

- Использование методов контурного анализа для выделения интересующих линий поглощения из общего спектра.

- Выделение истинного параметра нерадиационного затухания исключением вклада неоднородного уширения из наблюдаемой ширины линии поглощения.

Научная новизна настоящей работы заключается в том, что большинство экспериментальных данных получено впервые:

- Впервые исследовано температурно-зависимое поглощение образцов полупроводниковых кристаллов ОаАэ в интервале температур 4.2-400К,

- Впервые исследовано температурно-зависимое интегральное поглощение образцов полупроводниковых кристаллов 1пР,

- Впервые исследовано температурно-зависимое поглощение образцов короткопериодных сверхрешеток с множественными квантовыми ямами GaAsZAlo.3Gao.7As,

- Впервые исследовано температурно-зависимое поглощение образцов длиннопериодных структур с различным числом квантовых ям ¡ПхОа^АзЛЗаАз,

- Впервые получены экспериментальные подтверждения соответствия интегральных характеристик поглощения экситон-поляритонному светопереносу с участием механизма локализованных экситонов.

Научная и практическая значимость настоящей работы заключается:

- в установлении критерия существования экситонных поляритонов в полупроводниковых кристаллах, твердых растворах и структурах с множественными квантовыми ямами,

- в формировании процедуры выделения истинного нерадиационного затухания путем исключения из наблюдаемой ширины линии поглощения вклада неоднородного уширения, для последующего анализа взаимодействия экситонов с рассеивателями в рамках основных диссипативных механизмов,

- в экспериментальном определении значений энергии продольно-поперечного расщепления и критического параметра затухания,

- в экспериментальном определении диапазона рабочих температур, в котором могут использоваться приборы на экситонных поляритонах.

Основные научные положения выносимые на защиту:

1. Температурная зависимость интегрального поглощения линии основного экситонного состояния в полупроводниковых кристаллах ваАБ и 1пР количественно и качественно описывается теорией экситон-поляритонного светопереноса с участием механизма свободных экситонов. Максимальное значение интегрального поглощения при температурах выше критической позволяет экспериментально определить значение энергии продольно-поперечного расщепления.

2. Температурно-зависимое интегральное поглощение в короткопериодных сверхрешетках GaAsZAlo.3Gao.7As имеет низкотемпературную особенность характерную для полупроводниковых кристаллов. При отклонении направления светопереноса от нормали структуры, эта особенность может быть интерпретирована как экситон-поляритонный светоперенос в модели эффективной среды, учитывающей эффект пространственной дисперсии, аналогично поглощению в полупроводниковых кристаллах.

3. При низких температурах светоперенос в области края фундаментального поглощения в полупроводниковых твердых растворах Alo.15Gao.85As высокого кристаллофизического совершенства имеет поляритонный характер. Критерием существования экситонных поляритонов является наличие участка "аномального" роста интегрального поглощения в области низких температур, соответствующих значениям параметра затухания ниже критического.

4. Низкотемпературная особенность интегрального поглощения линии основного состояния экситона уровня тяжелой дырки НН1Е1 в длиннопериодных структурах с множественными квантовыми ямами ЬхОа^АБ/ваАБ может быть интерпретирована как экситон-поляритонный светоперенос с участием механизма переизлучения локализованных в квантовых ямах экситонов без их "механического" переноса.

5. В полупроводниковых кристаллах ваАэ, 1пР и твердых растворах Alo.15Gao.85As наблюдаемая при низких температурах ширина линии поглощения основного экситонного состояния преимущественно определяется вкладом неоднородного уширения. Неоднородное уширение не влияет на проявление механизмов интегрального поглощения и может быть исключено из рассмотрения при выделении истинного нерадиационного затухания и определении материальных параметров.

Апробация результатов работы. Основные результаты диссертации опубликованы в 4 статьях в научных журналах [5], [9], [12], [17], а также в материалах 4 научных конференций [3], [4], [16], [18].

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. Работа содержит 170 страниц, 59 рисунков, 79 библиографических ссылок.

Результаты работы могут быть сформулированы следующим образом.

1. Проведенные экспериментальные исследования интегрального поглощения образцов полупроводниковых кристаллов демонстрируют качественное и количественное соответствие экспериментальных данных с теоретическими расчетами и свидетельствуют об экситон-поляритонном характере светопереноса в области края фундаментального поглощения. Экспериментально определенные значения продольно-поперечного расщепления и критического параметра затухания имеют высокую точность, так как их расчет производится на основании большого значения интегрального поглощения при высоких температурах.

2. Экспериментальная регистрация спектров пропускания полупроводниковых кристаллов с большим коэффициентом поглощения оказалась возможной при использовании сверхтонких, свободно упакованных образцов.

3. Для исследованных образцов определены критические температуры экситон-поляритонного светопереноса. Полученные значения могут быть использованы при создании экситон-поляритонных приборов.

4. Показано что экспериментально наблюдаемая ширина линии поглощения не соответствует истинным значения параметра нерадиационного затухания, а определяется неоднородным уширением и существенно превышает значение энергии продольно-поперечного расщепления. Значение истинного параметра нерадиационного затухания может быть выделено исключением из наблюдаемой ширины линии вклада неоднородного уширения. При этом продемонстрировано, что при учете основных диссипативных механизмов экспериментально определенные значения констант, описывающих температурные зависимости наблюдаемой ширины линии, и истинного параметра затухания существенно отличаются. Неоднородное уширение не препятствует проявлению экситон-поляритонных эффектов и не вносит вклад в интегральное поглощение.

5. Примененная совместная регистрация спектров пропускания и отражения позволила произвести реконструкцию спектров поглощения, в которых практически полностью отсутствует модулирующее влияние осцилляций интерференции Фабри-Перо.

6. Применение методики контурного анализа является необходимым условием адекватного выделения контуров исследованных линий поглощения из общего спектра. Большинство экспериментальных результатов не может быть получено методом непосредственного вычитания базовой линии из общего спектра.

7. Впервые низкотемпературная особенность интегрального поглощения, соответствующая экситон-поляритонному светопереносу, экспериментально обнаружена в квантоворазмерных структурах. В короткопериодных структурах квантовых ям эта особенность может быть объяснена в рамках модели однородной среды, учитывающей эффект пространственной дисперсии при отклонении направления светопереноса от нормали. Впоследствии, для объяснения обнаруженной экситон-поляритонной особенности поглощения, была создана теория экситон-поляритонного светопереноса с участием механизма локализованных экситонов для структур с конечным числом квантовых ям. Определяемая данной теорией зависимость интегрального поглощения в длиннопериодных структурах впервые экспериментально подтверждена исследованием, проведенным в настоящей работе.

8. Впервые исследованное температурно-зависимое поглощение в полупроводниковых твердых растворах показало экситон-поляритонный характер светопереноса в области края фундаментально поглощения. В полупроводниковых твердых растворах возможно существование двух различных механизмов экситон-поляритонного светопереноса. В исследуемых образцах вид зависимости интегрального поглощения качественно аналогичен виду зависимости интегрального поглощения "основного" полупроводника.

9. Впервые методом интегрального поглощения были исследованы объекты с различными механизмами распространения экситонных поляритонов. Обобщение результатов исследования позволяет считать интегральное поглощение эффективным методом экситон-поляритонной спектроскопии и экспериментальным критерием подтверждения существования экситон-поляритонного характера светопереноса.

Автор благодарит своего научного руководителя Рубена Павловича Сейсяна без которого данная работа была бы невозможной. Автор выражает благодарность Наталье Дмитриевне Ильинской за незаменимые услуги в изготовлении образцов, Владимиру Васильевичу Криволапчуку за любезно предоставленный для температурных измерений криостат, Сергею Ильичу Кохановскому за посильную помощь, а также сотрудникам лаборатории физической и функциональной электроники проявившим участие и терпение.

Заключение

В работе выполнено комплексное сравнительное исследование температурно-зависимого интегрального поглощения в сверхтонких образцах высокосовершенных полупроводниковых кристаллов, твердых растворов и гетероструктур с множественными квантовыми ямами.

1. J. Frenkel II Phys. Rev. 37, 17 (1931).

2. С. И. Пекар. Теория электромагнитных волн в кристалле, в котором возникают экситоны // ЖЭТФ. 1957. - Т. 33. - Вып. 4 (10). - С. 1022-1036.

3. V.A. Kosobukin, R.P. Seisyan and S.A. Vaganov. Exciton-polariton light absorption in bulk GaAs and semiconductor superlattices // Semicond. Sci. Tech.-Jul., 1993.-V. 8: (7).-P. 1235-1238.

4. А.П. Прудников, Ю.А. Брычков, О.И. Маричев. Интегралы и ряды. Специальные функции. М.: Наука, 1981. - 800с.

5. Н.Н. Ахмедиев. Роль пространственной дисперсии в поглощении света экситонами // ЖЭТФ -1980. Т. 79. - Вып. 4 (10), - С. 1534-1543.

6. Н.Н. Ахмедиев, В.В Яцышен. Отражение и пропускание света пластинкой при учете пространственной дисперсии // ФТТ. 1979. - Т. 21. - Вып. 12. -С. 3529-3533.

7. G.N. Aliev, O.S. Coschug-Toates, V.A. Kosobukin, R.P. Seisyan, S.A. Vaganov. High-temperature efficiency of exciton-polariton processes in semiconductors and 2D systems // Proc. SPIE. 1995. - V. 2362. - P. 561-568.

8. Excitons / Ed. E.I. Rashba, M.D. Sturge. North-Holland, Amsterdam, 1982.

9. Valeri P. Tolstoy, Irina V. Chernyshova, Valeri A. Skryshevsky. Handbook of Infrared Spectroscopy of Ultrathinfilms. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2003.

10. Seisyan R.P., Kosobukin V.A.,Vaganov S.A., Markosov M.A., Shamirzaev T.A., Zhuravlev K.S., Bakanov A.K. and Toropov A.I. Exsitonic polaritonis in semiconductor solid solutions AlxGai.xAs // Phys. Stat. Sol. C. 2005. - V. 2. -P. 900-905.

11. Р.П. Сейсян, В.А. Кособукин, M.C. Маркосов. Экситоны и поляритоны полупроводниковых твердых растворах AlGaAs // ФТП. 2006. - Т. 40. -Вып. 11.-С. 1321-1330.

12. E.JI. Ивченко. Экситонные поляритоны в периодических структурах с квантовыми ямами // ФТТ. 1991. - Т. 33. - №8. - С. 2388-2393.

13. В.А. Кособукин. Экситонные поляритоны и их одномерная локализация в неупорядоченных структурах с квантовыми ямами // ФТТ. 2003. - Т. 45. -Вып. 6.-С. 1091-1098.

14. R.P.Seisyan,. V.A.Kosobukin, S.A.Vaganov. High-temperature efficiency of exciton-polariton processes in semiconductors and 2D systems // International Conference on Excitonic Processes in Condensed Matter (Darwin, Australia, July 1994).

15. G.N. Aliev, O.S. Coschug-Toates, V.A. Kosobukin, R.P. Seisyan, S.A. Vaganov. Exciton-polariton resonances in light absorption spectra of semiconductor superlattices and crystals // Proc. SPIE. -. 1993. V. 1985. - P. 794-801.

16. Сейсян Р.П. Спектроскопия диамагнитных экситонов. М.: Наука, 1984. -272 с.

17. David W. Snoke. Excitonic Circuit: New Tools for manipulation Photons // Photonic Spectra, Jan., 2006.

18. R.M. Datsiev, V.A. Kosobukin, N.V. Lul'yanova, R.P. Seisyan, M.R. Vladimirova. Exciton-polaritonic absorption in II-VI and III-V semiconducting "pre-quantum" layers and quantum wells // Electrochemical Society Proceedings V. 98-25. - P. 228-233.

19. E.L. Ivchenko. Spatial Dispersion Effects in the Exciton Resonance Region // Excitons / Ed. E.I. Rashba, M.D. Sturge. North-Holland, Amsterdam, 1982.

20. Оптические свойства полупроводников (полупроводниковые соединения типа AniBv) / под. ред. Р. Уиллардсона и А. Бира. М.: Мир, 1970.

21. Lucio Claudio Andreani and Giovanna Panzarini, Alexey V. Kavokin and Maria Vladinirova. Effect of inhomogeneous broadening on optical properties of excitons in quantum wells // Phys. Rev. B. 1998. - V. 57. - N. 8. -P. 4670-4680.

22. J. Lee, E.S. Koteles, M.O. Vassell. Luminescence linewidth of exciton in GaAs quantum wells below 150 К // Phys. Rev. B. 1986. - V. 33. - N. 8. -P. 5512-5516.

23. S. Rudin, T.L: Reinecke, B. Segall. Temperature-dependent exciton linewidth in semiconductors//Phys. Rev. В.- 1990.-V. 42.-N. 17.-P. 11218-11231.

24. L.Pavesi, M.Guzzi. Photoluminescense of AlxGaj.xAs alloys // J. Appl. Phys. -1994.-75.-P. 4779-4842.

25. A. Klochikhin, A.Reznitsky, S.Permogorov, T.Breitkorf, M.Grun, M.Herrerich, C.Klingshirn, V.Lyssenko, W.Langbein, J.M.Hvam. II Phys. Rev. B, 1999. -59.-P. 12947.

26. S. Permogorov, A. Resnitsky, S. Verbin, G.O. Miller, P. Flogel, M. Nikiforova. //Phys. Stat. Sol. В. 1982.- 113.-P.589.

27. В.И. Сугаков. В.И. Хотяинцев. II ЖЭТФ. 1976. - 70. С. 1566.

28. Н.С. Schneider, F. Janke, S. W. Koch, J. Tignon, T. Hasche, andD. S. Chemla. H Phys. Rev. В. 2001. - 63 - P. 045202.

29. Gregorio H. Cocoletzi and W. Luis Mochan. Excitons: From excitation at surfaces to confinement in nanostructures. 30 November 2004 (Preprint submited to Surface Science Reports).

30. КС. Горбанъ, А.П. Крохмаль, 3.3. Янчук. Экситоны в моноклинном дифосфиде цинка. Ортоэкситон и поляритонные эффекты на п=1 резонансе // ФТТ. 2000. - Т. 42. - Вып. 9. - С. 1582-1589.

31. R. Zimmerman, С. Trallero-Giner. Exciton-phonon resonance in the continuum absorption of bulk semiconductors // Phys. Rev. B. 15 Nov. 1997-1. - V. 56 -N. 15.-P. 9488-9495.

32. W. J. Rappel, L. F. Feiner, and M. F. H. Schuurmans. Exciton-polariton picture of free-exciton lifetime in GaAs // Phys. Rev. B. 15 Oct. 1988-1. - V. 38.-N. 11.-P. 7874-7876.

33. E.A. Muljaeov, R. Zimmermann. Exciton polariton including continuum states: Microscopic versus additional boundary conditions // Phys. Rev. В66. 2002. -235319. - P. 235319-1 235319-14.

34. Turner W.J., Reese W.E., Pettit G.D. II Phys. Rev. 1964. - 136. - A1467.

35. Абдулаев M.A., Кохановский С.И., Макушенко Ю.М., Сейсян Р.П. Край оптического поглощения "чистых" эпитаксиальных слоев InP // ФТП. -1989.-Т. 23.-Вып. 7.-С. 1156-1159.

36. H.Mathieu, Y. Chen, J. Camassel, and J. Allegree. Excitons and polaritons in InP // Phys. Rev. B. 1985. - V. 32. - N. 6. - P. 4042-4051.

37. A. Tredicucci, Y. Chen, F. Bassani. Center-of-mass quantization of exciton and polariton interference in GaAs thin layers I I Phys. Rev. 1993. - V. 47. - N. 16. -P. 10348-10357.

38. В. А. Алексеев, А.В. Виноградов, И.И. Собельман. О макроскопическом подходе к эффектам радиационного взаимодействия атомов и молекул // УФН. 1970. - Т. 102. - Вып. 1. - С. 43-54.

39. И.Г. Ланг, Л.И. Коровин, СЛ. Павлов. Упругое рассеяние света полупроводниковыми квантовыми точками произвольной формы // ФТТ -2007. Т. 49. - Вып.7. - С. 1304-1309.

40. Воробьев Л.Б., Ивченко Е.Л., Фирсов Д. А., Шалыгин В. А. Оптические свойства наноструктур: Учеб. пособие / Под ред E.JI. Ивченко и JI.E. Воробьева. СПб.: Наука, 2001.

41. Физический Энциклопедический словарь / Гл. редактор А.М. Прохоров. -М.: Советская Энциклопедия, 1984.

42. Sein J.J. Ph.D. Dissertation. New York University, Ann Arbor, MI, 1969.

43. Т.Н. Алиев, H.B. Лукьянова, Р.П. Сейсян. Толщинная зависимость экситонного поглощения в чистых кристаллах GaAs "доквантового" предела // ФТТ. 1998. - Т. 40. - № 5. - С. 869-871.

44. A.H. Зайдель, Г.В. Островская, Ю.И. Островский. Техника и практика спектроскопии.-М.:Наука, 1976.

45. М.С. Бродин, И.В. Блонский. Экситонные процессы в слоистых кристаллах. Киев: Наукова думка, 1986. - 256 с.

46. Э.И. Рашба. Гигантские силы осцилляторов, связанные с экситонными комплексами // ФТП. Т. 8. - Вып. 7. - С. 1241-1256.

47. V.A. Kosobukin. И Phys. Status. Sol. В. 1998. - 108. - P. 271.

48. В.А. Кособукин, М.М. Моисеева. Оптика квазидвумерных экситонов в ограниченных периодических структурах. Поляризационные эффекты // ФТТ. 1995. - Т. 37. - № 12. - С. 3694-3703.

49. В.А. Кособукин. Пропускание и отражение света полупроводниковыми сверхрешетками в области экситонных резонансов // ФТТ. 1992. - Т. 34. -№ 10. - С. 3107-3118.

50. Г.Н. Алиев, О.С. Кощуг, Р.П. Сейсян. Высокотемпературная граница эффективности экситон-поляритонных процессов в кристаллах теллуридов кадмия и цинка // ФТТ. 1994. - Т. 36. - № 2. - С. 373-388.

51. E.S. Kotels. Investigation of Exciton-Polariton Dispersion using Laser Techniques // Excitons / Ed. E.I. Rashba, M.D. Sturge. North-Holland, Amsterdam, 1982.

52. Абдулаев M.A., Кохановский С.И., Макушенко Ю.М., Сейсян Р.П. Край оптического поглощения "чистых" эпитаксиальных слоев InP // ФТП. 1989 Т. 23.-Вып. 7.-С. 1156-1159.

53. Mathieu К, Chen Y., CamasselJ., Allegree J. И Phys. Rev. В. 1985. - V. 32. N. 6.-P. 4042-4051.

54. Р.П Сейсян. Экситон в низкоразмерных гетероструктурах // Соровский образовательный журнал. 2001. - Т. 7. - № 4. - С. 90-97.61. http://www.ioffe.ru/SVA/NSM/Semicond/GaAs/bandstr.html62. http://www.ioffe.ru/SVA/NSM/SemicondAnP/bandstr.html

55. J.J. Hopjield, D.G. Tomas. Theoretical and Experimental Effects of Spatial Dispersion on the Optical Properties of Crystals // Phys. Rev. 1963. - V. 132. -N. 2.-P. 563-572.

56. D.S. Gerber, G.N. Maracas. A Simple Method of Extraction of Multiple Quantum Well Absorption Coefficient from Reflectance and Transmittance Measurements // IEEE J.Quant. Electron. Oct., 1993. - V. 29. - N. 10. -P. 2589-2595.

57. G. Battaglia, A. Quattropani, P. Schwendimann. Effects of spatial dispersion and damping on exciton absorption // Phys. Rev. B. 1986. V. 34. - N. 12. - P. 8258-8263.

58. Ивченко E.JI, Кособукин В.А. Экситонные поляритоны в полупроводниках со сверхрешеткой // ФТП. 1988. Т. 22. - Вып. 1.

59. А. С. Давыдов. Теория твердого тела. М.: Наука, 1976.

60. А.С. Давыдов. Теория молекулярных экситонов. М.: Наука, 1968.

61. Н.Н. Ахмедиев, Г.П. Голубев, B.C. Днепровский, Е.А. Жуков. Процессы рассеяния поляритонов в CdS // ФТТ. 1983. - Вып. 7. - С. 2225-2227.

62. С.И. Кохановский, Ю.М. Макушенко, Р.П. Сейсян, Ал.А. Эфрос, Т.В. Язева, М.А. Абдуллаев. Квазиландауское осциллирующее магнитопоглощение ридберговских состояний экситона InP в "промежуточном" магнитном поле // ФТТ. 1991. Т. 33. - N. 6. - С. 1719-1734.

63. W.S. Shen, S.C. Shen, W.G. Tang, S.M. Wang, and T.G. Anderson, J. Observation of excitonic polariton and broadening of room-temperature exciton in strained InGaAs/GaAs quantum wells // Appl. Phys. 1995. - 78. - P. 1178-1182.

64. J.S. Nkoma. Theory of Absorption by Exciton Polariton in a Spatially Dispersive Medium // Phys. Stat. Sol. B. 1980. - 97. - P. 657-662.

65. M.C. Бродин, C.B. Марисова, Э.Н. Мясников. Поляритонные эффекты во вторичном излучении кристаллов в области экситонных частот // УФЖ. -июнь 1982. Т. 27. - № 6. С. 801-821.

66. В.А. Кособукин, А.Н. Поддубный. Экситон-поляритонное поглощение в периодических и разупорядоченных цепочках квантовых ям // ФТТ. -2007. Т. 49. - Вып. 10. - С. 1883-1892.

67. В.А. Кособукин. Распространение квазидвумерных экситонных поляритонов в волноводе с квантовой ямой // ФТТ. 1998. - Т. 40. - № 2. -С. 362-365.

68. А.В. Варфоломеев, Р.П. Сейсян, Ю.Л. Шелехин. Эффекты фотопоглощения и магнитофотопоглощения в кристаллах арсенида галия // ФТП. 1976. - Т. 10. - Вып. 6. - С. 1063-1070.

69. Ю. И. Уханов. Оптические свойства полупроводников. М.: Наука, 1997. -368с.

70. A. Selkin. Energy Transfer by the Normal Modes in the Exciton Resonance Region. // Phys. Stat. Sol. B. 1977. - 83. - P. 47-53.