Определение энергетических и динамических характеристик гетероструктур с квантовыми точками методами емкостной спектроскопии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

На правах рукописи

Шулгунова Ирина Сергеевна

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЕТЕРОСТРУКТУР С КВАНТОВЫМИ ТОЧКАМИ

МЕТОДАМИ ЕМКОСТНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

(

Специальность 01.04 10 - Физика полупроводников

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

00317802Т

Санкт-Петербург - 2007

003178027

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» им. В И Ульянова (Ленина)

Научный руководитель -

доктор физико-математических наук, профессор Соломонов А В

Официальные оппоненты-

доктор технических наук, профессор Лебедев А А.

кандидат физико-математических наук, ст. науч сотр. Соловьев И В

Ведущая организация - Московский государственный институт электронной технн

(Технический университет)

Защита состоится л' 1

часов на заседании диссертациошк совета Д 212 238 04 Санкт-Петербургского государственного электротехническс университета «ЛЭТИ» им В И Ульянова (Ленина) по адресу 197376, Саи Петербург, ул Проф Попова, 5

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГЭТУ

Автореферат разослан "¿2" 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Мошников В А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последнее десятилетие огромный интерес проявляется к исследованию структур, реализующих предельный случай размерного квантования, в которых носители заряда ограничены в трех координатных направлениях Такие структуры получили название квантовых точек Функция плотности состояний (ФПС) отдельной квантовой точки представляет собой набор 8-функций При этом все фундаментальные характеристики гетероструктур с квантовыми точками, такие как положение уровней квантования, время энергетической релаксации между электронными подуровнями квантования, и другие, находятся в сильной зависимости от геометрических размеров и формы квантовой точки

В настоящее время для получения гетероструктур на квантовых точках используют эффекты самоорганизации при эпитаксиальном росте по механизму Странского-Крастанова В процессе эпитаксии методами МВЕ (молекулярно пучковая эпитаксия) или МОС\Т) (газофазная эпитаксия из металлоорганических соединений) тонких слоев узкозонного материала в матрицу широкозонного формируются квантовые точки, геометрия, поверхностная плотность и размер которых в сильной степени зависят от температуры и других условий роста

Для практического использования уникальных свойств таких наноструктур в приборах оптоэлектроники, необходимо разработать технологию получения плотных массивов квантовых точек, однородных по размерам Только в этом случае можно реализовать потенциальные преимущества приборов, с квантовыми точками в качестве активной области Проблема состоит в том, что результатом самопроизвольного роста является разброс геометрических параметров отдельных точек в массиве, следствием которого является уширение плотности энергетических состояний Актуальной становится задача создания методики определения вида функции плотности состояний гетероструктур с квантовыми точками и оценки ее уширения, вызванного неоднородностью геометрических размеров самоорганизованных квантовых точек в массиве

Не так давно квантовые точки стали рассматриваться в качестве перспективного материала для создания ячеек памяти нового поколения Ключевыми параметрами таких приборов являются скорость захвата, определяющая быстродействие ячеек памяти, вероятность эмиссии или захвата, величина, накопленного в квантовой точке заряда

Методы исследования, основанные на измерении барьерной емкости р-п-перехода или барьера Шотгки, успешно зарекомендовали себя при исследовании глубоких уровней в объемных полупроводниках, а впоследствии и для характеристики гетероструктур с квантовыми ямами В настоящей работе проведено комплексное исследование гетероструктур с самоорганизованными квантовыми точками методами емкостной спектроскопии, определены основные параметры исследуемых структур, важные как с точки зрения применения квантовых точек в качестве активной области оптоэлектронных приборов и для разработки приборов памяти нового поколения, так и с точки зрения фундаментальных исследований

Объектами исследования настоящей работы являются полупроводниковые гетероструктуры с массивом самоорганизованных квантовых точек ¡пАз/ОаАэ и ЫЗаАз/СаАв

Целью работы является разработка системы характергоации гетероструктур с квантовыми точками методами емкостной спектроскопии для получения количественных энергетических и динамических параметров самоорганизующихся квантовых точек

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи

1 разработать способ определения функции плотности энергетических состояний в гетероструктурах, содержащих массив самоорганизованных квантовых точек,

2 разработать методику анализа емкостных переходных процессов захвата для определения энергетических и динамических характеристик процессов захвата в массив квантовых точек,

3 получить количественные данные по скоростям захвата носителей заряда в отдельную квантовую точку

Научная новизна работы:

1 предложен метод определения плотности состояний в гетероструктурах с самоорганизованными квантовыми точками,

2 определен вид функции плотности состояний гетероструктур с самоорганизованными квантовыми точками ГпАз/ОаАз,

3 впервые проведены эксперименты по прямому наблюдению емкостных переходных процессов захвата носителей заряда в массив квантовых точек,

4 получены значения скорости захвата носителей заряда в отдельную квантовую точку ЬгАв/СаАя в условиях плоских зон,

Практическая ценность работы заключается в создании методики определения плотности энергетических состояний массива самоорганизованных квантовых точек и получении конкретных данных о виде функции плотности состояний в гетероструктурах с массивом квантовых точек InAs/GaAs, что несет важную информацию о качестве технологии получения однородных массивов квантовых точек

Разработана методика и определены энергетические и динамические характеристики гетероструктур с квантовыми точками, которые определяют основные параметры приборов на их основе

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Регуляризация решения обратной задачи уширенных спектров DLTS позволяет определить распределение плотности энергетических состояний гетероструктур с массивом самоорганизованными КТ

2 Обработка экспериментальных переходных процессов захвата методом двухстробового интегрирования позволяет провести оценку динамических характеристик гетероструктур с КТ, а именно скорости эмиссии и захвата, сечение захвата носителей заряда в массив квантовых точек

3 Метод селективной нестационарной емкостной спектроскопии позволяет непосредственно определять количественные характеристики процессов захвата и эмиссии носителей заряда на отдельных участках функции плотности энергетических состояний

4 Захват дырок в отдельную квантовую точку в системе InAs/GaAs при комнатной температуре происходит за времена порядка нескольких пикосекунд, что позволяет прогнозировать высокую скорость работы одноэлектронных приборов памяти

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и школах.

• 12th International Symposium «Nanostructures Physics and Technology», St Petersburg, Russia, 26-30 June, 2006 г,

• на 10 международном симпозиуме «Нанофизика и наноэлектроника», г Нижний Новгород, 13-17 марта 2006 г,

• на VI международной научной конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» г Кисловодск, 17-22 сентября, 2006 г ,

• на международной научно-технической конференции «Высокие технологии в промышленности России», ОАО ЦНИТИ «Техномаш», г Москва, 7-9 сентября, 2006 г,

• на международных конференциях «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы», Ульяновск, 2004-2005 гг,

• на международной конференции «Арсенид галлия и полупроводниковые соединения АШВУ», г Томск, 2006 г.;

• на ежегодных конференциях профессорско преподавательского состава Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «Л ЭТИ», Санкт-Петербург, 2005-2007гг,

• на региональных молодежных научных школах «Микро- и нанотехнологии», СПб, 2003 г, «Физика и технология микро-и наноструктур», СПб, 2004 г, «Актуальные аспекты нанотехнологии», СПб, 2005 г, «Нанотехнологии и нанодиагностика», СПб, 2006г

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, го них - 3 статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК, 4 работы - в материалах и трудах международных научных конференций и симпозиумов

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 80 наименований Основная часть работы изложена на 128 страницах машинописного текста Работа содержит 50 рисунков и 2 таблицы

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы работы, определена цель и поставлены задачи Сформулированы научная новизна, практическая значимость полученных в работе результатов и научные положения, выносимые на защиту

В первой главе представлен обзор литературы по вопросам исследования гетероструктур с самоорганизованными квантовыми точками ЬгАв/СаАв, отмечены основные свойства структур квантовых точек. Отмечены потенциальные области применения квантовых точек, такие как оптоэлектроника, наноэлектроника, одноэлектроника, биомедицина

Рассмотрены физические основы емкостных методов исследования, основанные на измерении барьерной емкости р п-перехода, и их развитие в применении к гетероструктурам с

квантовыми точками Обоснован выбор емкостных методов для исследования гетероструктур с квантовыми точками

Во второй главе представлено описание автоматизированной установки для проведения емкостных измерений гетероструктур с квантовыми точками Глава содержит описание исследуемых образцов, содержащих массивы самоорганизованных квантовых точек, представлены экспериментальные результаты вольт-фарадных измерений в широком температурном диапазоне, полученные на основе их анализа профили концентрации основных носителей заряда В главе приведена оценка заряда, накопленного в массиве квантовых точек

Исследуемые образцы были выращены методом МОСУО и представляли собой диодные р-п-структуры на основе ОаАБ, в п-области которых на глубине 448 нм от металлургического контакта, находятся три слоя туннельно связанных квантовых точек 1пАб Концентрация электронов в п-области диодной структуры составляет 1.7 • 1016 см"3

На полученных вольт-фарадных зависимостях (Рис 1) в области азотных температур наблюдалось два характерных плато, вызванных аккумуляцией носителей заряда в области квантовых точек, ширина которых уменьшается с повышением температуры При этом с увеличением частоты тестового до сигнала 1 МГц ширина плато увеличивается, что связано с тем фактом, что на высоких частотах носители заряда не успевают эмитировать, и продолжают накапливаться в массиве квантовых точек По положению плато также определялся диапазон обратных смещений, в котором ожидается регистрация емкостных переходных процессов, описанных в четвертой главе

Рис 1 Вольт-фарадные зависимости для образцов с тремя слоями квантовых точек ГлАв/СаАз, полученные на частоте тестового сигнала 1 кГц при различных температурах

Путем численного дифференцирования экспериментальных вольт-фарадных зависимостей определены профили распределения основных носителей заряда по глубине и в зависимости от величины обратного смещения На полученных концентрационных профилях при частоте тестового сигнала 1 кГц наблюдается два концентрационных пика, соответствующие положениям плато на вольт-фарадных зависимостях, один из которых проявляется в узком диапазоне температур от 40 до

ш, мкм

Рис 2 Профиль распределения концентрации носителей заряда по глубине для структуры с тремя слоями квантовых точек ЬАз/ОаАз на частоте тестового сигнала/= 1 кГц при различных температурах (профили смещены друг относительно друга на величину,

равную 4 Ю10 см"2)

Эти пики связаны с наличием основного и возбужденных электронных состояний в квантовых точках Основное состояние проявляется в появлении более глубокого пика, а отклик от группы возбужденных состояний в массиве квантовых точек, проявляется в виде пика с большей амплитудой расположенного при V? = 0.6 мкм на Рис 2 Проанализировано несоответствие между положением концентрационного пика и глубиной залегания массива квантовых точек Это связано с тем, что даже во внешнем поле при достижении областью объемного заряда технологической глубины залегания слоя квантовых точек, уровни квантования все еще находятся ниже уровня Ферми, поэтому пик не наблюдается И только при существенном расширении границы области объемного заряда за глубину залегания области квантовых точек, возникают условия для эффективной эмиссии носителей заряда из квантовых точек

Предложено проводить оценку накопленного в массиве квантовых точек заряда путем интегрирования площади под концентрационным профилем Полученные значения плотности заряда

лежали в диапазоне 7,5-101О...1.2-101:1см"2 при понижении температуры от 120 до 20 К Делением полученных: значений на плотность квантовых точек в массиве, определено среднее число электронов в отдельной квантовой точке исследуемого массива -10 электронов, что соответствует теоретическим расчетам, проведенным в работе [1] Таким образом, по экспериментальным данным емкостной спектроскопии определен заряд, накопленный в отдельной квантовой точке Полученный параметр является важным для потенциальных одноэлектронных приборов, реализованных на основе квантовых точек

В третьей главе представлены результаты исследования образцов с тремя слоями квантовых точек методом нестационарной емкостной спектроскопии глубоких уровней (DLTS) На основе моделирования определена величина уширения экспериментальных спектров DLTS Далее приведено описание метода определения функции плотности состояний гетероструктуры с массивом самоорганизованных квантовых точек методом решения обратной задачи DLTS Разработана новая методика получения емкостного отклика от перезарядки уровней квантования с отдельного участка уширенного энергетического распределения исследуемых структур

К исследуемой структуре, находящейся под воздействием обратного смещения Ur прикладывались импульсы различной амплитуды, смещающие рп-переход в прямом направлении После окончания импульса, с помощью емкостного моста Boonton 7200 с рабочей частотой 1 МГц, регистрировался емкостной переходный процесс возвращения носителей заряда к температурно-равновесному состоянию Спектры DLTS формировались путем усреднения по 50 переходным процессам и обработки их методом двухстробового интегратора Полученные спектры DLTS при больших амплитудах импульса заполнения обнаружили необычное поведение В низкотемпературной области сигнал DLTS не зависел от температуры Такое поведение объясняется тем фактом, что доминирующим механизмом эмиссии в области температур близких к гелиевым, является температурно независимое туннелирование [2]

Проведено моделирование спектров DLTS с учетом неоднородного уширения, описываемого функцией Гаусса В качестве математического ожидания принималась энергия активации, определенная по зависимостям Аррениуса, полученным по температурным положениям пиков спектров DLTS для различных окон скорости, при этом дисперсия характеризовала величину уширения На основе подгонки модельных спектров под экспериментальные определена величина уширения экспериментальных спектров, которая

составила величину порядка 11 мэВ для средней энергии 94 мэВ Полученные значения могут быть использованы для характеризации разброса по геометрическим параметрам отдельных квантовых точек в массиве

Как отмечалось, плотность состояний является фундаментальной энергетической характеристикой квантово-размерного объекта Ее вид важен как для контроля технологии формирования однородных массивов квантовых точек, так и для определения характеристик приборов, на их основе На основе определенного сходства физических условий, создаваемых для носителей заряда в массиве самоорганизованных квантовых точек, с физическими условиями, в которых находятся носители заряда в объемном полупроводнике, содержащем глубокие уровни внутри запрещенной зоны, предложен метод определения ФПС гетсроструктур с массивом самоорганизованных квантовых точек Метод заключается в решении обратной задачи БЬТБ и изначально был разработан для определения энергетического распределения носителей заряда в объемном полупроводнике, содержащем глубокие уровни [3]

Метод определения вида ФПС сводится к решению обратной задачи БЬТБ посредством решение интегрального уравнения Фредгольма первого рода

~ [ К(Т,ЕЖЮ*Е = Я(Т) (1)

где Л(Е) - функция плотности состояний, К(Т, Е) ~ аппаратная функция метода БЬТБ, Я (Г) - экспериментальный температурный спектр БЬТБ, Л^ - концентрация легирующей примеси Решение такого уравнения является неустойчивым к малым изменениям правой части Регуляризация полученного решения проводилось по методу Тихонова, который заключается в минимизации квадрата отклонения рассчитанного спектра от экспериментального Полученный вид ФПС, а также соответствующий экспериментальный спектр ОЬТБ представлен на Рис 3

Пик в области энергий порядка 110мэВ соответствует энергии основного состояния массива квантовых точек, уширенный пик, расположенный в области более низких энергий, связан с набором возбужденных уровней квантования в массиве, состоящем из трех слоев квантовых точек Отклики от возбужденных уровней сливаются, тк три слоя вертикально связанных квантовых точек, разделенные туннельно-прозрачными барьерами, ведут себя как единый квантово-размерный объект Небольшой пик в области энергий порядка 55 мэВ

можно рассматривать как сильно зашумленный вклад от смачивающего слоя, в соответствии с теоретическим расчетом, представленным в работе [4]

Рис 3 Экспериментальный спектр ЮЬТБ с параметрами 1)г = — 3 5 В,ириЬЕе = 0.2 В (слева) Вид ФПС (справа), полученный путем решения обратной задачи БЬТБ для экспериментального спектра, представленного слева

Для исследования массивов квантовых точек, характеризующихся уширенной функцией плотности энергетических состояний, был предложен метод селективной ШЛ^, который заключался в уменьшении амплитуды импульса заполнения до 0 1 В, что позволяет получить отклик от отдельных участков энергетического распределения Изменяя уровень постоянного обратного смещения £/г можно сканировать отдельные участки функции плотности состояний Спектры селективной Ш/Гв, полученные для образцов, содержащих массив самоорганизованных квантовых точек ЬгАя в низколегированной р-ОаАй-базе диодной структуры, представлены на Рис 4

При увеличении обратного смещения положение пиков спектров селективной БЬТ8 смещается в область более высоких температур При большом обратном смещении Уг = —1.5 В регистрируется отклик от самых глубоких уровней квантования на краю энергетического распределения, с энергией активации 179 мэВ При уменьшении обратного смещения до -1.4 В, что соответствует энергии активации 146 мэВ, область объемного заряда располагается таким образом, что после воздействия малого импульса заполнения регистрируется отклик от участка ФПС, содержащего большую плотность состояний, что вызывает большую амплитуду БЬТ5 сигнала, регистрируемого в эксперименте Таким образом, предложенная методика, селективной

БЬТБ осуществляет селекцию по энергиям внутри непрерывного распределения ФПС

температура, К

Рис. 4 Спектры селективной ЫЛ'Б п+р-ОаАх структуры, содержащей массив квантовых точек ¡пАб при различных уровнях обратного смещения иг 1-1 5 В, 2 -1 4В, 3 - 1 3 В, 4-1 1 В,5-07В Окно скорости - 25 37 мс

Четвертая глава содержит анализ условий для прямого наблюдения емкостных переходных процессов захвата и результаты прямого наблюдения таких процессов в массив квантовых точек ЬгАБЮаАз и МхаАБ/ОаАв, а также метод, предложенный для их обработки. Определены энергии активации процессов захвата и эмиссии Разработана методика оценки скорости захвата в массив квантовых точек в условиях плоских зон

Следует отметить, что переходные процессы захвата носителей заряда в массив квантовых точек никогда ранее не исследовались методом перезарядки емкости. Причина заключается в том, что ожидаемые скорости захвата для типичного уровня легирования полупроводников, определяемые выражением.

с = ovty.jp (2)

лежат в пикосекундном диапазоне, недоступном для современного измерительного оборудования [5] Здесь сг - сечение захвата, -тепловая скорость носителей заряда, р - концентрация дырок вблизи слоя квантовых точек

Для наблюдения емкостных переходных процессов захвата были созданы условия для увеличения постоянной времени переходного процесса, заключающиеся в выборе конструктивных особенностей образцов, а также в оптимизации параметров эксперимента

Исследуемые образцы представляли собой диодные структуры с предельно низкой концентрацией легирующей примеси в базе р-ваАв -

2-1015см_3, в которой расположен слой самоорганизованных квантовых точек InAs Глубина залегания слоя квантовых точек составляла 1500 нм Таким образом, даже при нулевом смещении он находился в области объемного заряда, что еще более радикально снижало эффективную концентрацию ноет елей, участвующих в процессе захвата При этом амплитуда импульса заполнения должна быть значительно уменьшена, чтобы избежать перегрузки емкостного моста во время измерений, а сами измерения необходимо проводить при низких температурах

Емкостные переходные процессы захвата носителей заряда в массив квантовых точек измерялись с помощью емкостного моста Boonton 7200 с рабочей частотой 1 МГц и импульсного генератора Agilent 33250А, во время действия на образец заполняющего импульса амплитудой 0 1В и длительностью от 1 до 15 с В едином экспериментальном цикле регистрировались переходные процессы эмиссии и захвата Переходные процессы захвата удалось зарегистрировать в температурном диапазоне от 10 до 140 К и в диапазоне обратных смещений, соответствующем положению горизонтального плато на вольт-фарадных зависимостях

Экспериментальные емкостные переходные процессы захвата, подобно эмиссионным демонстрируют сильную зависимость от температуры и от уровня обратного смещения (Рис 6), а также носят явно не экспоненциальный характер, и в определенном диапазоне температур достаточно точно описываются суммой двух экспонент, что указывает на наличие двух релаксаторов Изменение амплитуды импульса заполнения приводит к изменению степени неэкспоненциальности переходных процессов захвата, что можно интерпретировать как отклик от различных состояний из непрерывного энергетического распределения

При этом постоянные времени для эмиссионных процессов и процессов захвата, а также скачок емкости, определяющий концентрацию носителей заряда, участвующих в переходном процессе, несколько различны Ожидаемая обратимость переходных процессов, а также тот факт, что оба процесса могут быть измерены в едином экспериментальном цикле, позволили предложить для обработки экспериментальных переходных процессов захвата метод, аналогичный классическому методу DLTS, основанный на измерении емкости структуры в два наперед заданных момента времени и построении разности полученных емкостей в зависимости от температуры

-0 4 0 0

время, с

Рис 6 Экспериментальные емкостные переходные процессы захвата

носителей заряда в массив самоорганизованных квантовых точек ЬгАз/ОаАв, полученные при различных температурах (1 - 59 2 К, 2 -67 3 К, 3 - 77 1 К)

Полученные спектры БЬТБ захвата (Рис 7) характеризуются обратным знаком, по отношению к спектрам БЬТБ эмиссии Это является результатом противоположного характера переходных процессов эмиссии и зэхвата

захват

\\Ш'1

\м2

¡н3 Ъ/4

20

40 Б0 ВО температура, К

Рис 7 Схема формирования сигнала БЫ^ захвата (слева) Спектры БЬТБ захвата п+-р-образца, содержащего массив квантовых точек 1пАя, при различных обратных смещениях 1-16 В, 2-15 В, 3-14 В, 4 -1 2 В, 5 - 1 0 В (справа) Длительность импульса заполнения составляет 1 с Окно скорости = 562 3 мс

Подобно спектрам М-ТБ эмиссии, пики спектров БЬТБ захвата сдвигались с изменением окна скорости БЬТБ, что свидетельствует о наличии активационного процесса Это дает основание для введения в выражение для скорости захвата носителей заряда (2), по аналогии со скоростью эмиссии носителей заряда с глубокого уровня, экспоненциальный множитель, учитывающий энергию активации

100

процесса захвата Вводя в выражение (2) соответствующий экспоненциальный температурно зависимый множитель, получим

с(Г) = ЛГ2ехр(-р) (3)

где выступает в качестве наблюдаемой энергии активации процесса захвата носителей заряда в массив квантовых точек Эта энергия может быть определена по наклону графиков Аррениуса, построенных способом, аналогичным БЬТБ эмиссии

Энергии активации процессов захвата Е„ и эмиссии Е*, определяемые по наклонам графиков Аррениуса, а также наблюдаемые сечения захвата, не учитывающие влияние температуры сг£=го и определяемые по отсечке графиков Аррениуса на оси ординат, демонстрировали сильную зависимость от величины приложенного обратного смещения (Рис 8)

15 -1 0 -0 5 00 05

а, в

15 10 05 00 05 и„В

Рис 8 Зависимости энергий активации и наблюдаемого сечения захвата от температуры, для процессов захвата (1) и эмиссии (2) в зависимости от обратного смещения 1}г

Вследствие обратимой природы эмиссии и захвата, энергии активации этих процессов мало отличаются друг от друга, а в определенных диапазонах смещений практически совпадают Это дает основание предположить, что захват носителей заряда в массив квантовых точек происходит также как и эмиссия по механизму туннелирования с участием фононов При этом носители заряда переходят в возбужденные состояния с меньшими энергиями активации с последующим туннелированием в валентную зону.

При указанном механизме захвата, зависимость сечения рассеяния от температуры и внешнего поля определяется выражением

ст(Г, Г) = %.г=гоехр ехр

2т1ъЩ

ЗПеР

(4)

где оТ=т - наблюдаемое сечение захвата, представленное на Рис 8, %=<»= " сечение захвата в условии плоских зон, - определяет температурную зависимость сечения захвата, которая для системы ГлАв/СаЛв составляет величину порядка 3 мэВ, Ев - определяет потенциальный барьер для туннелирования, Р - величина внешнего электрического поля

Наблюдаемое сечение захвата в условиях плоских зон определяется по отсечке на оси ординат зависимости наблюдаемого сечения захвата от обратной величины внешнего электрического поля (Рис 9) и для исследуемых образцов составляет величину ^=« = 123 -Ю-13 см2

0 20 025 0 30 055

см/кВ

Рис 9 Полевая зависимость температурно-независимого наблюдаемого сечения захвата

Используя выражение (2) проведена оценка скорости захвата носителей заряда в отдельную квантовую точку в условиях плоских зон Для температуры 50 К она составляет величину порядка 2 1 пс, а при комнатной температуре уменьшается до 0 86 пс, что определяет прогнозируемую скорость считывания приборов памяти на одиночных квантовых точках

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 Развиты методы емкостной спектроскопии в применении к определению энергетических и динамических параметров гетероструктур с самооргангоованными квантовыми точками InAn/GaAs и biGaAs/GaAs, которые являются перспективным материалом наноэлектроники,

2 Предложен метод определения вида функции плотности состояний самоорганизующихся квантовых точек из анализа экспериментальных спектров DLTS путем решения обратной задачи DLTS,

3. Разработана методика селективной DLTS, благодаря которой можно регистрировать отклик от отдельных частей энергетического распределения гетероструктур с самоорганизованными квантовыми точками

4 Впервые зарегистрированы емкостные переходные процессы захвата носителей заряда в массив самоорганизованных квантовых точек InAs/GaAs. Предложена методика обработки емкостных переходных процессов захвата - метод DLTS захвата

5 Получены значения скорости захвата носителей заряда в отдельную квантовую точку в условиях плоских зон, которые составляют величины порядка пикосекунд

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1 Stier, О Electronic and optical properties of strained quantum dots modeled by 8-band k p theory / Stier О, Grundmann M, Bimberg D. // Phys Rev В - 1999 - Vol 59, N8 -P 5688-5701

2 Kapteyn, С M A. Electron escape from InAs quantum dots / Kapteyn С M A, Hemrichsdorff F, Stier О , Heitz R, Grundmann M, Zakharov N D , Bimberg D , Werner P // Phys Rev В - 1999 - Vol 60, N 20 -P 14265-14268

3 Solomonov, A V A regularization algorithm for the determination of the deep center density-of-states function by DLTS spectra / Solomonov A V, Zubkov V.I // Physikahsch-Technische Bundesanstalt Bericht ГГ-7. Braunschweig und Berlin -1999 -p 189-203

4 Kapteyn, CM A Carrier emission and electronic properties of self-organized semiconductor quantum dots dissertation / Kapteyn С M A -Mensch&Buch Verlag Berlin Berlin, 2001 - 156 p

5 Engstrom, О Electron capture cross-sections of InAs/GaAs quantum dots / Engstrom О, Kaniewska M, Fu Y, Piscator Y, Malmkvist J // Appl Phys Lett 2004 - Vol 85, N 14 -P 2908-2910

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Zubkov, VI Admittance technique for energy state determination in quantum dot heterostructures (Метод адмиттанса для определения энергетических состояний в гетероструктурах с квантовыми точками) /VI Zubkov, A Yu Rumyantsev, IS Schulgunova, A V Solomonov II Physics of Electronic Materials 2nd Int Conf Proc, Kaluga, Russia, 24-27 May, 2005 - Kaluga, KSPU Press, 2005. - Vol 2

- P 284-287

2 Зубков, В И Прямое наблюдение процесса захвата носителей заряда в массив самоорганизующихся квантовых точек / В И Зубков, И С Шулгунова, А В Соломонов, М Geller, A Marent, D Bimberg, А Е Жуков, Е С Семенова, В М Устинов // Нанофизика и наноэлектроника материалы X симпозиума, г Нижний Новгород, 13

- 17 марта 2006 г - Нижний Новгород, 2006 - Т 2. - С. 326-327

3 Marent, A Carrier capture into self-organized InGaAs quantum dots (Захват носителей заряда в самоорганизованные квантовые точки InGaAs) / A Marent, М Geller, VI Zubkov, IS Shulgunova, A V Solomonov, D Bimberg II Nanostructures Physics and Technology Proc 14th Int Symp, St Petersburg, 26-30 June, 2006 - St Petersburg, 2006 -P 152-153

4 Шулгунова, И С Оценка динамических и энергетических параметров гетероструктур с квантовыми точками на основе анализа переходных процессов захвата носителей заряда / И С Шулгунова, В И Зубков, AB Соломонов // Высокие технологии в промышленности России материалы ХП Междунар науч -техн конф, г Москва, 7-9 сент 2006 г - Москва, ОАО ЦНИТИ«Техномаш»,2006-Т 1 -С 317-320

5 Geller, М Hole capture mto self-organized InGaAs quantum dots (Захват дырок в самоорганизованные квантовые точки InGaAs) / М Geller, А Marent, Е Stock, D Bimberg, VI Zubkov, IS Shulgunova, A V Solomonov // Applied Physics Letters - 2006 - Vol 89 - P 232105(1-3)

6 Зубков, В И Прямое наблюдение процесса захвата носителей заряда в массив самоорганизующихся квантовых точек InAs/GaAs / В И Зубков, И С Шулгунова, А В Соломонов, М Geller, А Marent, D. Bimberg, А Е Жуков, Е С Семенова, В М Устинов // Известия РАН Серия физическая -2007 -Т 71, №1 -С 111-113

7 Кузнецова АН Спектроскопия проводимости гетероструктур с InAs/GaAs квантовыми ямами и квантовыми точками / Кузнецова А Н, Шулгунова И С , Скопина А Е , Зубков В И , Соломонов А В // Современные проблемы науки и образования - 2007 - № 6 - С 115-120

Подписано в печать 22 11 2007 Формат 60x84/16 Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии ЧП «Калмыков Д С » Печать ризографическая П. л 10 Уч -изд л. 1 0 Тираж 100 экз

ЧП «Калмыков Д С » Адрес 191025, Санкт-Петербург, ул Восстания, 6-11 тел (812)579 5770

Введение.

Список условных обозначений.

1. Литературный обзор.

1.1. Гетероструктуры с квантовыми точками.

1.1.1. Получение гетероструктур с квантовыми точками.

1.1.2. Самоорганизация квантовых точек.

1.1.3 Основные свойства гетероструктур с квантовыми точками.

1.1.4. Применение гетероструктур с квантовыми точками.

1.1.5. Устройства памяти на основе квантовых точек.

1.1.6. Методы исследования гетероструктур с квантовыми точками.

1.2. Физические основы емкостных методов исследования.

1.3. Динамика носителей заряда в полупроводниках.

1.4. Методика емкостных переходных процессов.

1.5. Нестационарная емкостная спектроскопия глубоких уровней. 38 1.5.1. Модификации метода БЬТБ.

1.6. Емкостные методы при исследовании квантоворазмерных гетероструктур.

2. Вольт-фарадные измерения гетероструктур с квантовыми точками.

2.1. Образцы с тремя слоями вертикально связанных квантовых точек.

2.2. Образцы с массивом квантовых точек с предельно низкой концентрацией легирующей примеси.

2.3. Описание экспериментальной установки.

2.4. Экспериментальные вольт-фарадные характеристики гетероструктур с массивом квантовых точек.

2.5. Профили концентрации носителей заряда в гетероструктурах с массивом квантовых точек.

2.6. Оценка величины заряда, накопленного в массиве квантовых точек.

3. Нестационарная емкостная спектроскопия гетероструктур с квантовыми точками.

3.1. Экспериментальные спектры DLTS гетероструктур с квантовыми точками InAs/GaAs.

3.1.1. Механизмы эмиссии носителей заряда из массива квантовых точек во внешнем электрическом поле.

3.2. Оценка уширения экспериментальных спектров DLTS гетероструктур с массивом квантовых точек.

3.3. Определение функции плотности состояний гетероструктуры с массивом самоорганизованных квантовых точек.

3.4. Селективная нестационарная емкостная спектроскопия квантовых точек.

4. Исследование динамики захвата носителей заряда в массив самоорганизованных квантовых точек.

4.1. Прямое наблюдение процессов захвата носителей заряда в массив квантовых точек.

4.2. Метод нестационарной емкостной спектроскопии захвата.

4.3. Сечение захвата массива квантовых точек.

4.4. Оценка скорости захвата носителей заряда в отдельную квантовую точку InAs/GaAs.

В последнее десятилетие огромный интерес в области физики твердого тела проявляется к исследованию гетероструктур пониженной размерности, в которых движение носителей заряда ограничено в одном, двух или во всех трех координатных направлениях. Характерные размеры элементов таких

Л »7 структур лежат в диапазоне 10" -10" м, что соответствует средним размерам атомов и молекул в обычных материалах. Это и определяет специфичность свойств вещества в нанометровом масштабе и связанные с этим новые физические явления [1-5]. Гетероструктуры, реализующие предельный случай размерного квантования, в которых носители заряда ограничены в трех координатных направлениях, получили название квантовых точек (КТ). Основные свойства отдельной квантовой точки, такие как ее 8-образная функция плотности энергетических состояний, время релаксации в основное состояние, составляющее величину порядка пикосекунд, и другие находятся в сильной зависимости от геометрии и формы КТ.

В настоящее время для получения гетероструктур с квантовыми точками используют эффекты самоорганизации при эпитаксиальном росте по механизму Странского-Крастанова. В процессе эпитаксии методами молеку-лярно пучковой эпитаксии (МВБ) или газофазного осаждения из металлоор-ганических соединений (МОСУБ) тонких слоев узкозонного материала в матрицу широкозонного формируется массив квантовых точек, геометрия, поверхностная плотность КТ и размер отдельных точек определяются параметрами роста, такими как температура подложки, давление паров газовых смесей и т.д. Следствием эффектов самоорганизации является неоднородное распределение КТ в массиве по геометрическим параметрам, что приводит к уширению плотности энергетических состояний.

Гетероструктуры с КТ являются перспективным материалом оптоэлек-троники, наноэлектроники, одноэлектроники. Однако для практического применения уникальных свойств таких структур необходимо разработать технологию получения плотных массивов квантовых точек, однородных по размерам. Только в этом случае можно реализовать потенциальные преимущества приборов с КТ в качестве активной области. В этой связи актуальным становится создание методики определения вида функции плотности состояний гетероструктур с самоорганизованными КТ и оценка ее уширения, вызванного неоднородностью геометрических размеров квантовых точек в массиве. Для оптимизации технологии изготовления наноструктур с заданными свойствами важной является задача разработки эффективных методов исследования нанообъектов, в частности, квантовых точек.

Не так давно квантовые точки стали рассматриваться в качестве перспективного материала для создания ячеек памяти нового поколения. Ключевыми параметрами таких приборов являются скорость захвата, определяющая быстродействие приборов памяти, вероятность эмиссии или захвата, величина заряда, накопленного в квантовой точке.

Методы исследования, основанные на измерении барьерной емкости р-/2-перехода или барьера Шоттки, успешно зарекомендовали себя при исследовании глубоких уровней в объемных полупроводниках [6,7,8], а впоследствии и для характеризации гетероструктур с квантовыми ямами [9]. В настоящей работе проведено комплексное исследование гетероструктур с массивом самоорганизованных КТ методами емкостной спектроскопии, разработаны новые методы анализа важнейших характеристик КТ, таких как плотность энергетических состояний и динамические параметры, определены основные свойства исследуемых структур, важные как с точки зрения применения КТ в качестве активной области приборов наноэлектроники, так и с точки зрения фундаментальных исследований структур пониженной размерности.

Объектами исследований являлись полупроводниковые гетерострук-туры с массивом самоорганизованных квантовых точек ЫАБ/ОаАБ и 1п-ОаАБЛЗаАБ.

Целью работы является разработка системы характеризации гетерост-руктур с квантовыми точками методами емкостной спектроскопии для получения количественных энергетических и динамических параметров самоорганизующихся квантовых точек.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. разработать способ определения функции плотности энергетических состояний в гетероструктурах, содержащих массив самоорганизованных квантовых точек;

2. разработать методику анализа емкостных переходных процессов захвата для определения энергетических и динамических характеристик процессов захвата в массив квантовых точек;

3. получить количественные данные по скоростям захвата носителей заряда в отдельную квантовую точку.

Научная новизна работы:

1. предложен метод определения плотности состояний в гетероструктурах с самоорганизованными квантовыми точками;

2. определен вид функции плотности состояний гетероструктур с самоорганизованными квантовыми точками ЫАБЛЗаАз;

3. впервые проведены эксперименты по прямому наблюдению емкостных переходных процессов захвата носителей заряда в массив квантовых точек;

4. получены значения скорости захвата носителей заряда в отдельную квантовую точку ТпАзЛЗаАБ в условиях плоских зон;

Практическая ценность работы заключается в создании методики определения плотности энергетических состояний массива самоорганизованных квантовых точек и получении конкретных данных о виде функции плотности состояний в гетероструктурах с массивом квантовых точек 1пАз/ОаАз, что несет важную информацию о качестве технологии получения однородных массивов квантовых точек.

Разработана методика и определены энергетические и динамические характеристики гетероструктур с квантовыми точками, которые задают основные параметры создаваемых на их основе приборов.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Регуляризация решения обратной задачи уширенных спектров БЬТ8 позволяет определить распределение плотности энергетических состояний гетероструктур с массивом самоорганизованных КТ.

2. Обработка экспериментальных переходных процессов захвата методом двухстробового интегрирования позволяет провести оценку динамических характеристик гетероструктур с КТ, а именно скорости эмиссии и захвата, сечение захвата носителей заряда в массив квантовых точек.

3. Метод селективной нестационарной емкостной спектроскопии позволяет непосредственно определять количественные характеристики процессов захвата и эмиссии носителей заряда на отдельных участках функции плотности энергетических состояний.

4. Захват дырок в отдельную квантовую точку в системе ТпАз/ваАБ при комнатной температуре происходит за времена порядка нескольких пикосекунд, что позволяет прогнозировать высокую скорость работы одноэлектронных приборов памяти.

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

С - Барьерная емкость полупроводника

- Напряженность электрического поля

Еа - Энергия активации

Ес - Энергия дна зоны проводимости

Ей - Глубина залегания донорной примеси

Е? - Энергия уровня Ферми

Е% - Ширина запрещенной зоны полупроводника

- Энергия уровня квантования

Еу - Энергия потолка валентной зоны е - Заряд электрона g - Фактор вырождения энергетического уровня к - Постоянная Планка к - Постоянная Больцмана

- Дебаевская длина экранирования т* - Эффективная масса электрона в полупроводнике п - Концентрация свободных электронов

- Концентрация акцепторов

Ис - Эффективная плотность состояний в зоне проводимости

N4 - Концентрация доноров

- Концентрация ионизованных доноров

Ыт - Концентрация глубоких ловушек р - Концентрация свободных дырок дс ~ Плотность заряда в обедненной области /?-я-перехода

5 - Площадь р-п перехода или контакта Шоттки

Т - Абсолютная температура и - Потенциальная энергия

V - Внешнее приложенное напряжение

ТУ Ширина области объемного заряда полупроводника р Плотность объемного заряда ф Электростатический потенциал фк Контактная разность потенциалов

X Электронное сродство полупроводника о Диэлектрическая проницаемость вакуума

8 - Статическая диэлектрическая проницаемость

1|/ Волновая функция электрона

1 Де-Бройлевская длина волны электрона

МВБ Молекулярно-пучковая эпитаксия

МОСУО - Газофазное осаждение из металло-органических соединений

1 Литературный обзор

Выводы по главе 4 1. С помощью нестационарной емкостной спектроскопии впервые зарегистрированы переходные процессы захвата носителей заряда в массив самоорганизующихся квантовых точек. Проанализированы условия регистрации и определены динамические характеристики этих процессов.

70].

4.6.

4.16.

2. Для обработки емкостных переходных процессов захвата предложена методика БЬТ8 захвата, основанная на обработке полученных переходных процессов методом двухстробового интегратора. По температурному положению пиков спектров ОЬТ8-захвата при различных окнах скорости построены зависимости Аррениуса, по наклону которых определены энергии активации процессов эмиссии и захвата. Энергии активации процесса захвата демонстрировали сильную зависимость от приложенного смещения.

3. Предполагая, что захват носителей заряда в КТ 1пАБ/ОаА8 происходит по механизму туннелирования с участием фононов, проведена оценка скорости захвата носителей заряда в отдельную квантовую точку. Полученные значения составили 2.1 пс для 50 К и доли пикосекунд при комнатной температуре.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение сформулируем основные результаты проделанной работы:

1. На основе анализа существующей литературы по диагностике КТ выработаны теоретические и методологические подходы к анализу самоорганизованных КТ емкостными методами. Установлен набор характеристик, которые можно определять на основе измерения барьерной емкости р-и-перехода.

2. Обнаружено, что на вольт-фарадных характеристиках гетероструктур с самоорганизованными КТ наблюдается два плато, соответствующие двум пикам на наблюдаемых концентрационных профилях основных носителей заряда.

3. Два пика на концентрационной зависимости интерпретируются как пики от основного и группы возбужденных состояний в массиве КТ. Наблюдаемое несоответствие между определенным по концентрационным профилям и истинным геометрическим положением массива КТ объяснено на основе энергетической диаграммы и активационных процессов в КТ.

4. Предложен метод оценки накопленного в массиве КТ заряда с помощью интегрирования площади под концентрационным профилем. Для температуры 160 К величина плотности заряда составила 6.1 • Ю10 см2, а при понижении температуры до 10 К увеличивалась до 11.5 • Ю10 см2. Таким образом, при низких температурах отдельная квантовая точка содержит в среднем 10 электронов.

5. Для объяснения температурно-независимого сигнала ОЬТБ в области низких температур при больших импульсах заполнения сделано предположение о том, что при низких температурах доминирующим механизмом испускания носителей заряда из массива КТ является туннелирование с участием фононов.

6. На основе моделирования спектров БЬТБ с учетом функции Гаусса, проведена оценка уширения экспериментальных спектров БЬТ8. Величина уширения составила 11.3 мэВ для средней энергии 94 мэВ.

7. Предложен метод определения ФПС гетероструктур с массивом самоорганизованных квантовых точек. Метод заключается в решении обратной задачи ОЬТБ с последующей регуляризацией полученного решения по методу Тихонова.

8. Разработана новая методика получения емкостного отклика от перезарядки уровней квантования с отдельного участка уширенного энергетического распределения исследуемых структур - методика Селективной БЬТБ.

9. С помощью нестационарной емкостной спектроскопии впервые зарегистрированы переходные процессы захвата носителей заряда в массив самоорганизующихся квантовых точек. Проанализированы условия регистрации и динамические характеристики этих процессов.

10. Для обработки емкостных переходных процессов захвата предложена методика БЬТБ захвата, основанная на обработке полученных переходных процессов методом двухстробового интегратора. По температурному положению пиков спектров БЬТБ-захвата при различных окнах скорости построены зависимости Аррениуса, по наклону которых определены энергии активации процессов эмиссии и захвата. Энергии активации процесса захвата демонстрировали сильную зависимость от приложенного смещения.

11. Предполагая, что захват носителей заряда в КТ происходит по механизму эмиссии с участием фононов, проведена оценка времени захвата носителей заряда в отдельную квантовую точку. Полученные значения для скорости захвата в КТ 1пА5/ОаА5 составили 2.1 пс для 50 К и понижались до долей пикосекунд при комнатной температуре, что позволяет прогнозировать эффективность ячеек памяти на квантовых точках.

1. Шик, А.Я. Физика низкоразмерных систем / Шик А.Я., Бакуева Л.Г., Мусихин С.Ф., Рыков С.А. // СПб.: Наука, 2001.- 160 с.

2. Bimberg, D. Quantum Dot Heterostructures / Bimberg D., Grundmann M., Ledentsov N.N. // Chichester: Wiley, 1999. 328 p.

3. Алферов, Ж.И. История и будущее полупроводниковых гетероструктур / Алферов Ж.И. // ФТП. 1998. - т.32, №1 - С. 3-18.

4. Леденцов, Н.Н. Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства, лазеры. Обзор / Н.Н. Леденцов, В.М. Устинов, В.А. Щукин, П.С. Копьев, Ж.И. Алферов, Д. Бимберг // ФТП 1998. - т.32.- С. 385410

5. Драгунов, В.П. Основы наноэлектроники / Драгунов В.П., Неизвестный И.Г., Гридчин В. А. // Новосибирск: НГТУ, 2004. -494 с.

6. Blood, P. The electrical characterization of semiconductors: majority carriers and electron states / Blood P., Orton J.W. // Academic Press, London, 1992. -692 p.

7. Miller, G.L. Capacitance transient spectroscopy / Miller G.L., Lang D.V., Kimerling L.C. // Ann. Rev. Mater. Sci. 1977. - Vol. 7. - P. 377-448.

8. Соломонов, A.B. Емкостная спектроскопия полупроводниковых твёрдых растворов. / Соломонов А.В. // СПб.: Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2000. 323 с.

9. Зубков, В.И. Диагностика полупроводниковых наногетероструктур методами спектроскопии адмиттанса. // СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2007.-220 с.

10. Голубков, В.В. Кинетика роста микрокристаллов CuCl в стеклообразной матрице / В.В. Голубков, А.И. Екимов, А.А. Онущенко, В.А. Цехомский//Физика и химия стекла 1981 - т.7. - С. 397-401

11. Shchukin, Vitaliy A. Spontaneous ordering of nanostructures on crystal surface / Vitaliy A. Shchukin and Dieter Bimberg // Reviews of Modern Physics 1999. - Vol. 71,№4. -p.3456-3467

12. Heinrichsdorff, F. Self-organization processes of InGaAs/GaAs quantum dots grown by metalorganic chemical vapor deposition / Heinrichsdorff F., Krost

13. A., Grundmann M., Bimberg D., Kosogov A., Werner P. // Appl. Phys. Lett. -1996.-Vol. 68.-P. 3284.

14. Shchukin, V.A. Capacitance investigation of quantum dots heterostructures / V.A. Shchukin, N.N. Ledentsov, M. Grundmann, P.S. Kop'ev and D. Bimberg // Surf. Sci. 1996. - Vol. 117. - P.352-354

15. Vanderbilt, D. Evolution of Thin-Film and Surface Microstructure / D. Vanderbilt, and L.K. Wickham // MRS Proceedings. MRS, Pittsburgh -1991. -Vol.202.-P.555

16. Daruka, I. Equilibrium phase diagrams for dislocation free self-assembled quantum dots / I. Daruka, A.-L. Barabasi // Appl. Phys. Lett. 1998. - Vol. 72,№17.-P. 2102-2104.

17. Stier, O. Electronic and optical properties of strained quantum dots modeled by 8-band k-p theory / O. Stier, M. Grundmann, and D. Bimberg // Phys. Rev.

18. B. 1999. - Vol. 59, №8 - P. 5688-5701.

19. Дубровский, В.Г. Теоретические и экспериментальные исследования влияния скорости роста InAs на свойства ансамблей квантовых точек в системе InAs/GaAs / В.Г. Дубровский, В.А. Егоров, Г.Э. Цырлин и другие // ФТП 2003 - т.37, №7 - С.113-119

20. Дубровский, В.Г. Зависимость структурных и оптических свойств ансамблей квантовых точек в системе InAs/GaAs от температуры поверхности и скорости роста / В.Г. Дубровский, Ю.Г. Мусихин, Г.Э. Цырлин и другие // ФТП 2004 - т.38, №3 - С.342-348

21. Черкашин, Н.А. Управление параметрами массивов квантовых точек InAs/GaAs в режиме роста Странски-Крастанова / Н.А. Черкашин, М.В.

22. Максимов, А.Г. Макаров, В.А. Щукин и другие // ФТП 2003 - т.37, №7 -С.890-895

23. Shuan Lin Quantum dot imaging for embryonic stem cells / Shuan Lin, Xiaoyan Xie et all // BMC Biotechnology. 2007. - Vol. 7. - C.67-71

24. Boedefeld, M.C. Storage of electrons and holes in self-assembled InAs quantum dots / M.C. Boedefeld, R.J. Warburton, K.Karrai, and J.P. Kotthaus //Appl. Phys. Lett. 1999. -Vol.74, №13. - P. 1839-1841

25. Burkard, G. Spintronic and quantum dots for quantum computing and quantum communication / G. Burkard, H.-A. Engel, and D. Loss // Fortschritte der Physik. 2000. - Vol. 48. - P. 965-986

26. Balocco, C. Room-temperature operations of memory devices based on self-assembled quantum dot InAs structures / C. Balocco, A.M. Song, and M. Missous // Appl. Phys. Letter. 2004. - Vol. 85, №24. - P. 5911-5913

27. Берман, JI.C. Емкостная спектроскопия глубоких центров в полупроводниках / Берман JI.C., Лебедев А.А. Д.: Наука, 1981. - 176 с.

28. Ланно, М. Точечные дефекты в полупроводниках. Теоретические аспекты / Ланно М., Бургуэн Ж. // М.: Мир, 1984. 263 с.

29. Бургуэн, Ж. Точечные дефекты в полупроводниках. Экспериментальные аспекты / Ланно М., Бургуэн Ж. // М.: Мир, 1985. 304 с.

30. Lang, D.V. Deep-level transient spectroscopy: A new method to characterise traps in semiconductors / Lang D.V. // J. Appl. Phys. 1974. - Vol. 45. -P. 3023-3032.

31. Lang D.V., in "Heterojunction Band Offsets"/ edited by Capasso F., Margaritondo G. North-Holland, Amsterdam, 1989. - P. 377-396.

32. Lang, D.V. Measurement of heterojunction band offsets by admittance spectroscopy: InPZGao.47Ino.53As / Lang D.V., Panish M.B., Capasso F., Allam J. // Appl. Phys. Lett. 1987. - Vol. 50, N 12. - P. 736-738.

33. Lefevre, H. Double correlation technique (DDLTS) for the analysis of deep level profiles in GaAs and GaAs0.6P0.4 / H. Lefevre and M. Schulz // IEEE Transactions on electron devices 1977. - Vol. ED-24, No. 7. - P. 973-978

34. Ikeda, K. Photo-deep-level Fourier spectroscopy in semi-insulating bulk materials / K. Ikeda, H. Takaoka and Yoshikazu Isuu // Japanese Journal of Applied Physics 1985 - Vol.24, №11.- P.1454-1458

35. Hasbun, J.E. Conductance in double quantum well systems / Hasbun J.E. // J. Phys.: Condens. Matter. 2002. - Vol. 14. - P. R143-R175.

36. Li, X. Admittance spectroscopy of Si/Sii.xGex/Si quantum well systems: Experiment and theory / Li X., Xu W., Yuan F. Y., Lu F. // Phys. Rev. B. -2006.-Vol. 73.- 125341(1-8).

37. Li, G.R. Capacitance-voltage spectroscopy of InO.5GaO.5As self-assembled quantum dots in double quantum wells under selective photo-excitation / G.R. Li, H.Z. Zheng, F.H. Yang and C.Y. Hu // Semicond. Sci Technol. -2003,- Vol.18 -P.760-762

38. Брунков, П.Н. Вольтъемкостное профилирование барьеров Шоттки Au/n-GaAs, содержащих слой самоорганизованных квантовых точек

39. As / П.Н. Брунков, А.А. Суворова, Н.А. Берт и другие // ФТП 1998. -т.32, №10-Р. 1229-1234

40. Wetzler, R. Capacitance voltage spectroscopy of self-organized InAs/GaAs quantum dots embedded in a p-n diode / Wetzler R., Kapteyn С. M. A., Heitz R., Wacker A., Scholl E., Bimberg D. // Phys. Stat. Sol. B. 2001. - Vol. 224, №1.-P. 79-83.

41. Kennedy, D.P. On the measurement of impurity atom distributions by the differential capacitance technique / Kennedy D.P., Murley P.C., Kleinfelder W. // IBM J. Res. Develop. 1968. - Vol.12, №9. - P. 399-409.

42. Wang, J.B. Analysis of capacitance-voltage characteristics of Sil-xGex/Si quantum-well structures / J.B.Wang, F. Lu, S.K. Zhang, B. Zhang, D.W. Gong, H.H. Sun, Xun Wang // Phys. Rev. B. 1996. - Vol. 54, №11. -P. 7979- 7983.

43. S. Anand, N. Carlsson, M.-E. Pistol, L. Samuelson, W. Seifert. Deep level transient spectroscopy of InP quantum dots. //Appl. Phys. Lett. 1995 -Vol.67-P. 3016-3018

44. Kapteyn, C.M.A. Electron escape from InAs quantum dots / Kapteyn C.M.A., Heinrichsdorff E, Stier O., Heitz R., Grundmann M., Zakharov N.D., Bimberg D., Werner P. // Phys. Rev. B. 1999. - Vol. 60, N 20. - P. 1426514268.

45. Соболев, M.M. Емкостная спектроскопия глубоких состояний InAs/GaAs гетероструктурах с квантовыми точками / Соболев М.М., Ковш А.Р., Устинов В.М., Егоров А.Ю., Жуков А.Е., Мусихин Ю.Г. // ФТП. 1999. - т.ЗЗ, №2. - С. 184-193.

46. Соболев, М.М. Исследования эффекта Штарка вертикально сопряженных квантовых точек в гетероструктурах InAs/GaAs / Соболев М.М., Устинов В.М., Жуков А.Е., Мусихин Ю.Г., Леденцов Н.Н. // ФТП. 2002. - т.36, №9. - С. 1089-1096

47. Engstroem, О. Thermal emission of electrons from selected s-shell configurations in InAs/GaAs quantum dots / O. Engstroem, M. Malmkvist, Y. Fu, H.O. Olafsson, and E.O. Sveinbjoernsson // Appl. Phys. Lett. 2003 -Vol.83 - P.3578-3580

48. Fu Y. and Engstroem 0. Emission rates from electron tunneling from InAs quantum dots to GaAs substrate / Y. Fu and O. Engstroem, Yi. Luo // Appl. Phys. Lett. 2004 - Vol.96 - P.6477-6481

49. P.N. Brunkov, et al, СР772, Physics of Semiconductors: 27lh International Conference on the Physics of Semiconductors, edited by Jose Menendez and Chris G. Van der Walle. 2005 American Institute of Physics 0-7354-0257-4/05/$22.50, pp. 789-790

50. Гуткин, A.A. Емкостные исследования многослойных ансамблей InAs-квантовых точек в GaAs-матрице / А.А. Гуткин, П.Н. Брунков, С.Г. Конников. // ФТП 1998 - т.41, № 11, Р. 1353-1356

51. Vincent, G. Conductance and capacitance studies in GaP Schottky barriers / Vincent G., Bois D., Pinard P. // J. Appl. Phys. 1975. - Vol. 46, №12. -P. 5173-5178.

52. Wang, J.B. Analysis of capacitance-voltage characteristics of Sii.xGex/Si quantum-well structures / Wang J.B., Lu F., Zhang S.K., Zhang В., Gong D.W., Sun H.H., Wang X. // Phys. Rev. B. 1996. - Vol. 54,№11. - P. 79797986.

53. Stier, О. Electronic and optical properties of quantum dots and wires: Dissertation / Stier О. Berlin, Wissenschafit&Technik Verlag Berlin, 2000. -190 p.

54. Kapteyn, C.M.A. Carrier emission and electronic properties of self-organized semiconductor quantum dots: dissertation / Kapteyn C.M.A. // Mensch&Buch Verlag Berlin. Berlin, 2001.- 156 p.

55. Frenkel, J. On Pre-Breakdown Phenomena in Insulators and Electronic Semi-Conductors / J. Frenkel // Phys. Rev. 1938. - Vol. 54, №8. - P. 647648.

56. Ландау, Л.Д. Квантовая механика (нерелятивистская теория). В 10 т. Т. 3 / Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. -М.: Наука, 1989. 768 с.

57. Vincent, G. Electric field effect on the thermal emission of traps in semiconductor junctions / G. Vincent, A. Chantre, D. Bois // J. Appl. Phys. -1979. Vol.50, №8. - P.5484-5489.

58. Makram-Ebeid, S. Electric-field-induced phonon-assisted tunnel ionization from deep levels in semiconductors / S. Makram-Ebeid, M. Lanno // Phys. Rev. В 1982.-Vol. 25, №10.-P. 6406-6410.

59. C.W. Groetsch. Integral equation of the first kind, inverse problems and regularization: a crash course. Journal of Physics: Conference Series 2007 -012001, IOP Publishing

60. Зубков, В.И. Технология виртуальных инструментов в научных исследованиях: учеб. пособие / Зубков В.И., Соломонов А.В. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2001. - 66 с.

61. Зубков, В.И. Нестационарная емкостная спектроскопия глубоких уровней в твердых растворах: донорный уровень в GaAsj.xPx / Зубков В.И., Пихтин А.Н., Соломонов А.В. // ФТП 1989. - т. 23, №1. - С.64-67.

62. Zubkov, V.l. Voltage-capacitance and admittance investigations of electron states in self-organized InAs/GaAs quantum dots / Zubkov V.l., Kapteyn C.M.A., Solomonov A.V., Bimberg D. // J. of Physics: Condens. Matter. -2005.-Vol. 17.-P. 2435-2442.

63. Engström, О. Electron capture cross-sections of InAs/GaAs quantum dots / Engström О., Kaniewska M., Fu Y., Piscator Y., Malmkvist J. // Appl. Phys. Lett. 2004. - Vol. 85, №14. - P. 2908-2910.

64. Engstrom, O. Electron tunneling from quantum dots characteriyed be deep level transient spectroscopy / O. Engstrom, M.Kaniewska, M. Kaczmarczyk, and W. Jung//Appl. Phys. Lett.-2007-Vol.91 P.133117-1 - 133117-3.

65. Lang, D. V. Nonradiative Recombination at Deep Levels in GaAs and GaP by Lattice-Relaxation Multiphonon Emission / D.V. Lang and C.H. Henry // Phys. Rev. B 1975. - Vol. 35, №22. - P. 1525-1528.

66. Geller, M. 450 meV hole localization in GaSb/GaAs quantum dots / M. Geller, C. Kapteyn, L. Mueller-Kirsch, R. Heitz and D. Bimberg // Appl. Phys. Lett. 2003. - Vol. 82, №16. - P. 2706-2708.

67. Miiller, T. Ultrafast intraband spectroscopy of electron capture and relaxation in InAs/GaAs quantum dots / T. Miiller, T. F.F. Schrey, G. Strasser, and K. Unterrainer // Appl. Phys. Lett. 2003. - Vol. 83. - P. 3572-3575.

68. Chang, W.H. Hole emission processes in InAs/GaAs self-assembled quantum dots / W.H. Chang, W.Y. Chen, T.M. Hsu, N.T. Yeh, and J.I. Chyi // Phys. Rev. B 2002. - Vol. 66, №19. - P. 195337

69. Zory, P. Quantum well lasers / edited by Peter S. Zory, Jr. // Academic Press. Inc., 1993.-505 p.