Оптические явления, связанные с локализованными и резонансными состояниями в полупроводниковых структурах

Софронов, Антон Николаевич

Оптические явления, связанные с локализованными и резонансными состояниями в полупроводниковых структурах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

Софронов, Антон Николаевич АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Санкт-Петербург МЕСТО ЗАЩИТЫ

2010 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.10 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Оптические явления, связанные с локализованными и резонансными состояниями в полупроводниковых структурах»

Автореферат диссертации на тему "Оптические явления, связанные с локализованными и резонансными состояниями в полупроводниковых структурах"

На правах рукописи

ОПТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, СВЯЗАННЫЕ С ЛОКАЛИЗОВАННЫМИ И РЕЗОНАНСНЫМИ СОСТОЯНИЯМИ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

СТРУКТУРАХ

Специальность 01.04.10 - Физика полупроводников

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

003432372

Санкт-Петербург - 2010

003492372

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет"

Научный руководитель: доктор физико-математических наук

профессор Воробьев Леонид Евгеньевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

доцент Зубков Василий Иванович СПбГЭТУ

доктор физико-математических наук ведущий научный сотрудник Голуб Леонид Евгеньевич ФТИим. Иоффе РАН

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный

университет, Санкт-Петербург

Защита состоится «11» марта 2010 года в 17 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 212.229.01 в ГОУ ВПО "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет" по адресу: 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29, учебный корпус 2, ауд. 470. С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО "Санкт- Петербургский государственный политехнический университет"

Автореферат разослан «05» февраля 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Короткое А.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Изучение специфических квазилокализованных (или резонансных) состояний, наводимых в полупроводниках и полупроводниковых структурах мелкими примесными донорными и акцепторными центрами, представляет интерес как с фундаментальной точки зрения, так и в связи с возможностью создания твердотельных источников терагерцового излучения. Возрастающий в последнее время интерес к терагерцовому (ТГц) излучению связан с широкими возможностями его применения в различных областях науки и техники.

В то же время существующие на настоящий момент полупроводниковые источники дальнего инфракрасного излучения сдерживают его потенциальные применения, поскольку они требуют криогенных (4 К) температур и сильных электрических и магнитных полей (лазер на />Ос в скрещенных электрических и магнитных полях), либо сильного механического давления (лазер на одноосно-деформированном /)-Ое). Развивающиеся в последнее время квантово-каскадные лазеры на этот диапазон крайне сложны в изготовлении. Системы, в которых эмиссия ТГц излучения осуществляется за счет генерации разностной частоты в нелинейной среде отличаются малой эффективностью преобразования и требуют сложных конструктивных решений для обеспечения режима синхронизации мод.

В основе физического механизма стимулированного излучения из одно-осно-деформированного р-Ос, лежит инверсная населенность резонансного и основного состояний акцептора [1]. Резонансные состояния акцепторов возникают вследствие расщепления валентной зоны внешним давлением. Однако резонансные состояния примесей могут возникать и без внешнего давления в структурах с квантовыми ямами. Такие состояния мелких примесей наблюдались, например, при исследовании спектров фотопроводимости в структурах с квантовыми ямами Ос/Се51 [2], развиты теоретические методы расчета параметров резонансных состояний (см., например [3]). В таких сис-

темах, в принципе, также возможно появление стимулированного ТГц излучения при низких температурах в электрическом поле.

В настоящей работе для наблюдения ТГц излучения при переходах носителей заряда между резонансными и локализованными состояниями предлагается использовать напряженные микроструктуры /^-ОаАзЫ/СаАз, в которых внешнее давление заменяется встроенными механическими напряжениями, и структуры с квантовыми ямами и-ОаАв/АЮаАв. В обоих типах структур имеются резонансные состояния мелких примесей.

Прямое наблюдение резонансных состояний в спектрах оптического поглощения в терагерцовом диапазоне сопряжено с экспериментальными трудностями. В настоящей работе проведено исследование спектров оптического поглощения в легированной акцепторами структуре с узкими квантовыми ямами /»-ОаАв/АЮаАв, в которой спектральные особенности поглощения, связанные с резонансными состояниями, лежат в среднем ИК диапазоне.

Известны также эксперименты по наблюдению стимулированного ТГц излучения в объемном при оптической накачке СОг лазером [4] и спонтанного ТГц излучения в Б! п- и ¿»-типа при электрической накачке [5]. Эмиссия излучения обусловлена внутрицентровыми переходами носителей между локализованными возбужденным и основным состояниями примесных центров, и наблюдалась при температурах ниже 40 К.

В работе также предложено исследовать эмиссию ТГц излучения при внутрицентровых переходах носителей при пробое примесей электрическим полем в структурах с квантовыми ямами р-ОаАз/АЮаА.ч и в эпитаксиальных пленках и-ОаЫ. Размерное квантование позволяет в известной степени изменять энергетический спектр мелких примесей внутри квантовой ямы. Малая плотность состояний зоны проводимости в нитриде галлия позволяет расширить температурный диапазон наблюдения ТГц излучения до 80 К.

ется сейчас с активным использованием оптической связи между различными элементами интегральных схем. Структуры с самоорганизованными квантовыми точками Ge/Si обладают фото чувствительностью в области энергий кванта менее ширины запрещенной зоны кремния (см., например, [6]), обусловленной межзонными оптическими переходами из основного состояния квантовой точки в валентной зоне в зону проводимости кремния; также наблюдалась и электролюминесценция из таких структур. Спектральное перекрытие электролюминесценции и фотопроводимости в таких структурах делает возможным разработку оптоэлектронной пары [7], работающей в ближнем ИК, где собственное поглощение в Si мало, что позволит использовать кремниевые волноводы. Такие системы могут быть интегрированы в существующую кремниевую технологию.

В то же время такие системы интересны с фундаментальной точки зрения. В работе приводятся результаты экспериментальных исследований спектров фотоиндуцированного поглощения в структурах с Si/Ge квантовыми точками в средней ИК области. В полученных спектрах для разных поляризаций излучения можно выделить вклады от оптических переходов из основного и возбужденного состояний дырок в континуум делокализованных состояний над барьером, а также от межуровневых переходов дырок.

Основной целью диссертационной работы является исследование оптических явлений в полупроводниках и полупроводниковых структурах при возникновении в них резонансных состояний мелких примесных центров, а также оптических явлений, обусловленных неравновесным заселением возбужденных локализованных состояний носителей заряда. В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Экспериментальное исследование эмиссии терагерцового излучения в структурах с напряженными слоями р-GaAsN на GaAs в сильных электрических полях в условиях пробоя акцепторов, обусловленной неравновесным заселением резонансных состояний, возникающих благодаря расщеплению валентной зоны встроенными механическими напряжениями.

2. Проведение аналогичных исследований в структурах с широкими квантовыми ямами и-GaAs/AlGaAs, в которых резонансные состояния доноров возникают благодаря пространственному ограничению волновых функций мелкой примеси.

3. Экспериментальное исследование оптического поглощения в среднем ИК диапазоне в узких квантовых ямах /)-GaAs/AlGaAs, обусловленного наличием резонансных состояний акцепторов, в равновесных условиях и при разогреве дырок продольным электрическим полем.

4. Экспериментальное исследование терагерцовой электролюминесценции в структурах с узкими квантовыми ямами /j-GaAs/AlGaAs, а также в эпи-таксиальных слоях и-GaN, в которых излучение обусловлено неравновесным заселением локализованных возбужденных состояний мелких примесных центров в условиях пробоя примесей электрическим полем.

5. Исследование фотоиндуцированного поглощения в структурах с самоорганизованными квантовыми точками Ge/Si.

Основные полученные а работе результаты обладают существенной научной новизной, или получены на новых объектах - полупроводниковых микро- и наноструктурах и обладают существенными элементами новизны. Полученные результаты важны не только для физики полупроводников и физики низкоразмерных систем, но имеют и прикладное значение, например, для разработки новых источников терагерцового излучения или разработки детекторов излучения среднего ИК диапазона.

Научная и практическая значимость работы. Большая часть исследований относится к такой актуальной области, как полупроводниковые нано-технологии. Обнаружен ряд явлений (излучение и поглощение света терагерцового и ИК диапазонов, связанное с переходами носителей заряда между резонансными и локализованными состояниями примесных центров в микро- и наноструктурах с квантовыми ямами, поглощение света в квантовых точках Ge/Si, обусловленное переходами дырок из возбужденных состояний, модуляция света в наноструктурах в сильных электрических полях при про-

бое примесей и др.), данные о которых расширяют представление о физических явлениях в полупроводниках. Результаты могут быть использованы при конструировании источников и детекторов терагерцового и ИК диапазонов.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. Экспериментально наблюдаемая эмиссия терагерцового излучения в микроструктурах р-СаАзИ/СаАя и наноструктурах и-ОаАз/АЮаАБ в условиях примесного пробоя при температуре жидкого гелия обусловлена главным образом наличием резонансных состояний мелких примесей в обоих типах структур. Доминирующий вклад в излучение дают внутрицентровые оптические переходы между резонансными и локализованными состояниями примесных центров.

2. Спектры поглощения света в наноструктурах с квантовыми ямами р-ОаАз/АЮаАз, легированных акцепторами, позволяют установить наличие резонансных состояний мелких акцепторных примесей и их энергетический спектр. Оптическое поглощение при переходах дырок из основного состояния акцептора в резонансные состояния, подвешенные к возбужденным подзонам размерного квантования, происходит при той же поляризации излучения, что и межподзонные переходы из первой в соответствующие возбужденные подзоны размерного квантования дырок в условиях, когда энергетический зазор между подзонами существенно превышает энергию связи основного состояния.

3. Экспериментально наблюдаемое оптическое просветление структуры с квантовыми ямами р-СаАз/АЮаАБ в электрическом поле при температуре жидкого азота в области равновесного поглощения при переходах в резонансное состояние обусловлено процессами примесного пробоя и уменьшением числа нейтральных акцепторов.

4. Экспериментально наблюдаемая эмиссия терагерцового излучения в структурах с квантовыми ямами р-ОаАв/АЮаАв и в эпитаксиальных пленках и-ваМ обусловлена неравновесным заселением возбужденных состояний примесных центров в процессе пробоя примеси электрическим полем.

5. В спектрах поглощения света Ge/Si квантовыми точками при межзонной оптической накачке имеются пики, связанные с переходами дырок как из основного, так и из возбужденных состояний.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались автором на российских и международных конференциях, в частности:

1. 15th International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", Novosibirsk, Russia, June 25-29, 2007

2. Симпозиум «Полупроводниковые лазеры: физика и технология», С.Петербург, 5-7 ноября 2008.

3. X Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников, опто- и наноэлектронике, СанктПетербург, 1-5 декабря 2008.

4. Нанофизика и наноэлектроника-2009, март 16-20, Нижний Новгород.

5. IX Российская конференция по физике полупроводников, 28 сентября -3 октября 2009 г., Новосибирск - Томск

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 18 статьях и докладах, среди которых 8 публикаций в ведущих рецензируемых российских и зарубежных научных изданиях и 10 тезисов докладов на российских и международных конференциях. Список публикаций приводится в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. Объем работы составляет 154 страниц, в том числе 51 рисунок, 3 таблицы. Список литературы включает 137 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы диссертации, определены цели работы, научная новизна и практическая значимость полученных в

работе результатов, сформулированы научные положения, выносимые на защиту.

В главе 1 рассматриваются результаты проведенных исследований тера-герцовой электролюминесценции напряженных структур р-СаАзЫ/СаАз и структур с квантовыми ямами «-СаАБ/АЮаАз. Во введении к главе описываются основные теоретические предпосылки, определяющие механизм возникновения терагерцового излучения из исследуемых структур. Приводятся данные о стимулированном терагерцовом излучении, наблюдавшемся в од-ноосно-деформированном р-Сс при низких температурах в электрических полях [1] и в напряженной квантовой яме 81/810е [8]. Описываются методы расчета энергии резонансных состояний примесей в деформированных полупроводниках и в квантовых ямах.

Во второй части главы подробно описаны исследуемые структуры и применяемая методика исследований. В микроструктурах СаАзМ/СаАБ, легированных бериллием, благодаря встроенным механическим напряжениям происходит расщепление края валентной зоны и образование резонансных состояний бериллия. В структурах с квантовыми ямами ОаАБ/АЮаАБ, легированными кремнием, резонансные состояния доноров возникают благодаря размерному квантованию.

В третьей части приводятся результаты измерений вольт-амперных характеристик исследуемых образцов в широком диапазоне температур и электрических полей, зависимостей интегральных характеристик излучения от мощности электрической накачки при температуре жидкого гелия, а также измерений спектров терагерцового излучения.

На измеренных вольт-амперных характеристиках исследуемых образцов при температуре жидкого гелия наблюдаются участки быстрого роста электропроводности, соответствующие ударной ионизации примесей электрическим полем. Одновременно с началом примесного пробоя появляется интенсивное ТГц излучение. В спектрах излучения наблюдаются линии, соответствующие оптическим переходам из резонансных состояний примесей.

Таким образом, анализ полученных в результате комплекса проведенных экспериментов данных показывает, что излучение в обоих типах структур возникает благодаря одновременному опустошению основного состояния мелкой примеси электрическим полем за счет процессов ударной ионизации и накоплению носителей вблизи энергии резонансного состояния.

Глава 2 посвящена экспериментальным исследованиям оптического поглощения в среднем инфракрасном диапазоне в структурах с узкими квантовыми ямами р-ОаАз/АЮаАв, легированных бериллием.

Во введении к главе приводятся известные из литературных данных основные теоретические сведения о структуре валентной зоны в условиях размерного квантования и об особенностях оптического межподзонного поглощения в квантовых ямах р-типа. Также рассмотрен вопрос о энергии связи основного состояния бериллия в квантовой яме.

Поскольку прямое наблюдение резонансных состояний в спектрах оптического поглощения в терагерцовой области сопряжено с известными экспериментальными трудностями, дизайн исследуемой структуры разработан таким образом, чтобы спектральные особенности, обусловленные наличием резонансных состояний акцепторов в квантовой яме, лежали в среднем ИК диапазоне.

Анализ измеренных низкотемпературных спектров оптического поглощения позволил выделить вклад в поглощение внутрицентровых оптических переходов из основного состояния бериллия в резонансное.

Резонансные состояния подвешены к каждой подзоне размерного квантования, поглощение при переходах в резонансные состояния идет при той же поляризации излучения, что и поглощение при межподзонных переходах дырок в соответствующую подзону.

При повышении температуры, по мере заполнения первой подзоны дырками, в равновесных спектрах поглощения появляются особенности, связанные с межподзонными переходами дырок.

Изложены результаты измерений модификации спектров поглощения вблизи спектральной особенности, связанной с переходами в резонансные состояния, в сильном продольном электрическом поле. Показано, что увеличение оптического пропускания структуры обусловлено процессами ударной ионизации акцепторов электрическим полем и уменьшением степени заполнения основного состояния бериллия. Совместные измерения вольт-амперной характеристики и зависимости величины модуляции поглощения от электрического поля позволили определить полевую зависимость подвижности горячих дырок в первой подзоне размерного квантования.

В главе 3 описываются результаты экспериментальных исследований электролюминесценции эпитаксиальных слоев и-йаЫ и узких квантовых ям р-ОаАв/АЮаАв в терагерцовом диапазоне.

Во введении к главе описаны литературные данные о излучении горячих носителей в германии при их рекомбинации с переходами на ионизованные примесные центры, о стимулированном терагерцовом излучении в объемном кремнии при оптической накачке СОг лазером, возникающем вследствие инвертированного заполнения возбужденных и основных состояний донорных примесей. При электрической накачке в объемном кремнии наблюдалась спонтанная эмиссии терагерцового излучения.

В содержательной части главы приводятся результаты измерений вольт-амперных характеристик исследуемых образцов в широком диапазоне температур и электрических полей, зависимостей интегральных характеристик излучения от мощности электрической накачки при температуре жидкого гелия, а также измерений спектров терагерцового излучения из эпитаксиальных слоев нитрида галлия. На основании полученных экспериментальных данных сделан вывод о том, что наблюдаемая эмиссия терагерцового излучения связана с оптическими переходами между локализованными возбужденными и основными состояниями мелких примесных центров.

В главе 4 описаны результаты экспериментальных исследований фото-индуцированного поглощения в ближнем и среднем ИК диапазоне ь нелеги-

рованных структурах с самоорганизованными квантовыми точками Ge/Si в поляризованном свете. Обнаруженные спектральные особенности фотоинду-цированного поглощения связываются с оптическими переходами дырок из основного состояния в состояния сплошного спектра, а также с межуровне-выми внутризонными переходами. С увеличением интенсивности межзонной подсветки в спектрах поглощения появляется дополнительный пик, связанный с заселением первого возбужденного состояния дырками и с оптическими переходами из этого состояния в сплошной спектр.

В заключении сформулированы общие результаты работы:

1. Исследована эмиссия терагерцового излучения в структурах с напряженными слоями /»-GaAsN /GaAs и в структурах с квантовыми ямами п-GaAs/AlGaAs в электрическом поле в условиях ударной ионизации примесей. По результатам экспериментальных измерений ВАХ, полевых зависимостей интегральной интенсивности электролюминесценции и спектров излучения показано, что основной вклад в наблюдаемое излучение дают оптические переходы носителей между резонансными и локализованными состояниями примесных центров.

2. Исследованы равновесные спектры оптического поглощения в поляризованном свете в структурах с квантовыми ямами p-GaAs/AlGaAs в широком диапазоне температур, а также модуляция поглощения в сильном продольном электрическом поле. Экспериментально обнаружены пики поглощения, обусловленные переходами дырок в резонансные состояния акцепторов, подвешенные к возбужденным подзонам размерного квантования. Поглощение на переходах в резонансные состояния идет в той же поляризации излучения, что и при соответствующих межподзонных переходах дырок. Определены энергии связи резонансных состояний по отношению к "своим" подзонам. Показано, что просветление образца в продольном электрическом поле в спектральной области вблизи пика равновесного поглощения обусловлено процессами примесного пробоя.

3. Исследована эмиссия ТГц излучения в эпитаксиальных пленках и-GaN и в структурах с квантовыми ямами p-GaAs/AlGaAs в условиях ударной ионизации мелких примесей электрическим полем. Показано, что излучение возникает благодаря неравновесному заполнению возбужденных состояний мелких примесей в процессе их пробоя электрическим полем. При этом в структурах с квантовыми ямами существенную роль могут играть процессы рассеяния с испусканием оптических фононов, когда конечным состоянием такого процесса является возбужденное состояние акцептора.

4. Исследованы спектры фотоиндуцированного поглощения в нелегированных структурах с квантовыми точками Ge/Si в среднем ИК диапазоне при межзонном фотовозбуждении неравновесных дырок. В спектрах обнаружены пики поглощения, связанные с заполнением как основного, так и возбужденных состояний дырок в квантовой точке.

Список цитированной литературы:

[1]. Алтухов И.В. Резонансные состояния акцепторов и стимулированное те-рагерцовое излучение одноосно деформированного германия /И.В. Алтухов, М.С.Каган, К.А.Королев и др. //ЖЭТФ. - 1999. - Т.115. - Вып.1.

- С.89-100.

[2]. Aleshkin V.Ya. Localized and resonant states of shallow acceptors in Ge/ Gei_xSix multiple-quantum well heterostructures /V.Ya.Aleshkin, B.A. An-dreev, V.I. Gavrilenko et.al. //Physica E. - 2002. - Vol.13 -Pp.317-320.

[3]. Алешкин В.Я. Примесное поглощение света с участием резонансных состояний мелких доноров в квантовых ямах. /В.Я. Алешкин, JI.B. Гаври-ленко //ЖЭТФ - 2004. - Т. 125. - Вып. 1. - С. 1340-1348.

[4]. Orlova Е.Е. Farinfrared active media based on shallow impurity state transitions in silicon /Е.Е. Orlova, R.C. Zhukavin, S.G. Pavlov, V.N. Shastin //Phys. Stat. Sol. (B).— 1998,—Vol.210, n.2.—Pp.859-863.

[5]. Lv P.-C. Electroluminescence at 7 terahertz from phosphorus donors in silicon /Р.-C.Lv, R.T. Troeger, T.N. Adam et. al.//Applied Physics Letters.— 2004.

— Vol.85, n.l.—Pp.22-24.

[6]. Yakimov A.I. Normal-incidence infrared photoconductivity in Si p-i-n diode with embedded Ge self-assembled quantum dots /А.1. Yakimov, A.V. Dvure-chenskii, Yu.Yu. Proskuryakov et. al. //Appl. Phys. Lett. - 1999. - Vol.75, n.10. - Pp.1413-1415.

[7]. Антонов A.B. SiGe гетероструктуры с самоформирующимися наноост-ровками для элементов кремниевой оптоэлектроники /А.В. Антонов, Ю.Н. Дроздов, З.Ф. Красилышк и др. //"Полупроводники 2009", 28 сен-тября-3 октября 2009 г., Новосибирск. Тезисы докладов. - 2009. - С. 310.

[8]. Altukhov I.V. Towards Sil-xGex quantum well resonant-state terahertz laser /I.V. Altukhov, E.G. Chirkova, V.P. Sinis et. al. //Appl. Phys. Lett. - 2001. - Vol.79 , No 24. - P.3909-3911.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в периодических научных изданиях, рекомендованных ВАК:

[А1]. Воробьев Л.Е. Примесный пробой и люминесценция терагерцового диапазона в электрическом поле в микроструктурах p-GaAs и p-GaAsN /Д.А. Фирсов, В.А. Шалыгин, В.Ю. Паневин, А.Н. Софронов, Д.В. Цой, А.Ю. Егоров, А.Г. Гладышев, О.В. Бондаренко // Письма в Журнал технической физики. - 2006. - Т. 32. - Вып. 9. - С. 34-41.

[А2]. Shalygin V.A. Terahertz luminescence in strained GaAsN:Be layers under strong electric fields /L.E. Vorobjev, D.A. Firsov, V.Yu. Panevin, A.N. Sof-ronov, A.V. Andrianov, A.O. Zakhar'in, A.Yu. Egorov, A.G. Gladyshev, O.V. Bondarenko, V.M. Ustinov, N.N. Zinov'ev, D.V. Kozlov // Applied Physics Letters. - 2007. - Vol. 90. - No. 16. - P. 161128.

[A3]. Воробьев Л.Е. Эмиссия излучения терагерцового диапазона из гетеро-структур GaAsN/GaAs в электрическом поле /Д.А. Фирсов, В.А. Шалыгин, В.Ю. Паневин, А.Н. Софронов, А.Ю. Егоров, В.М. Устинов, А.Г. Гладышев, О.В. Бондаренко, А.В.Андрианов, А.О.Захарьин, Д.В. Козлов //Известия РАН, серия физическая. - 2008. - Т.72, №2. -С.229-231.

[А4]. Фирсов Д.А. Поглощение и эмиссия излучения терагерцового диапазона в легированных квантовых ямах GaAs/AlGaAs /JI.E. Воробьев, В.А. Шалыгин, В.Ю. Паневин, А.Н. Софронов, S.D. Ganichev, S.N. Danilov, А.В. Андрианов, А.О. Захарьин, А.Е. Жуков, B.C. Мих-рин, А.П. Васильев //Известия РАН, серия физическая. - 2008. - Т. 72-№ 2. - С. 264-266.

[А5]. Vorobjev L.E. Terahertz Luminescence and Absorption under Impurity Breakdown in Quantum Wells and Strained Semicotrb-tor Layers /D.A. Firsov, V.A. Shalygin, V.Yu. Panevin, A.N. Sofronov, V.M. Ustinov,

A.E. Zhukov, A.Yu. Egorov, A.V. Andrianov, A.O. Zakhar'in, S.D. Ganichev, S.N. Danilov, and D.V. Kozlov //Acta Physica Polonica (A). - 2008. - Vol. 113. - No. 3. - P. 925-928.

[А6]. Shalygin V.A. Impurity breakdown and terahertz luminescence in n-GaN epilayers under external electric field /V. A. Shalygin, L. E. Vorobjev, D.A. Firsov, V.Yu. Panevin, A.N. Sofronov, G.A. Melentyev, A.V. Anto-nov, V.I. Gavrilenko, A.V. Andrianov, A.O. Zakharyin, S. Suihkonen, P.T. Torma, M. Ali, and H. Lipsanen // Journal of Applied Physics. - 2009. -Vol. 106.-No. 12.-P. 123523-1-123523-5. [А7]. Фирсов Д.А. Поглощение и модуляция излучения в наноструктурах с квантовыми ямами p-GaAs/AlGaAs /Д.А. Фирсов, JI.E. Воробьев,

B.А. Шалыгин, А.Н. Софронов, В.Ю. Паневин, М.Я. Винниченко, П. Тхумронгсилапа, С.Д. Ганичев, С.Н. Данилов, А.Е. Жуков// Известия РАН, серия физическая. - 2010. - Т. 74. - № 1. - С. 89-92.

[А8]. Шалыгин В.А. Эмиссия терагерцового излучения из GaN при ударной ионизации доноров в электрическом поле /В.А. Шалыгин, JI.E. Воробьев, Д.А. Фирсов, В.Ю. Паневин, А.Н. Софронов, Г.А. Мелентьев, А.В. Андрианов, А.О. Захарьин, Н.Н. Зиновьев, S. Suihkonen, Н. Lipsanen// Известия РАН, серия физическая. - 2010. - Т. 74. - № 1. -

C. 93-95.

Тезисы докладов:

[А9]. Shalygin V.A. Terahertz émission and absorption at latéral electric field in p-GaAsN/GaAs and n-GaAs/AlGaAs heterostructures / V.A. Shalygin, D.A. Firsov, L.E. Vorobjev, A.N. Sofronov, V.Yu. Panevin, D.V. Kozlov, S.D. Ganichev, S.N. Danilov, A.V. Andrianov, A.O. Zakhar'in, N.N. Zinov'ev, A.Yu. Egorov, O.V. Bondarenko, A.G. Gladyshev, and V.M. Ustinov // Proceedings of the 15lh International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", Novosibirsk, Russia, June 25-29, 2007. - P. 18-19.

[А10]. Воробьев JI.E. Эмиссия излучения терагерцового диапазона из легированных квантовых ям GaAs/AlGaAs и микроструктур GaAsN/GaAs / JI.E. Воробьев, Д.А. Фирсов, В.А. Шалыгин, В.10. Паневин, А.Н. Софронов // Симпозиум «Полупроводниковые лазеры: физика и технология»: Программа и тезисы докладов, С.-Петербург, 5-7 ноября, 2008. - С. 58.

[А11]. Софронов А.Н. Горячие электроны в широких квантовых ямах n-GaAs/AlGaAs / Софронов А.Н., Мелентьев Г.А., Воробьев Л.Е., Шалыгин В.А. // X Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников, опто- и наноэлектронике: Тезисы докладов, С.-Петербург, 1-5 декабря, 2008. - С. 50.

[А12]. Софронов А.Н. Поглощение света в наноструктурах с квантовыми ямами р-GaAs/AlGaAs в среднем ИК диапазоне спектра / А.Н. Софронов, В.Ю. Паневин, JI.E. Воробьев. // X Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников, опто- и наноэлектронике: Тезисы докладов, С.-Петербург, 1-5 декабря, 2008. - С. 46.

[А13]. Мелентьев Г.А. Электролюминесценция и примесный пробой эпитаксиальных слоев GaN в электрическом поле / Г.А.Мелентьев, А.Н.Софронов, В.А.Шалыгин // X Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников, опто- и наноэлектронике: Тезисы докладов, С.-Петербург, 1-5 декабря, 2008. - С. 16.

[А14]. Софронов А.Н. Электролюминесценция эпитаксиальных слоев n-GaN /А.Н. Софронов, Г.А. Мелентьев, JI.E. Воробьев, В.А. Шалыгин // XXXVII Неделя науки СПбГПУ: Всероссийская межвузовская конференция студентов и аспирантов, С.-Петербург, 24 - 29 ноября, 2008. Материалы лучших докладов, 2009 - С. 68-71.

[А15]. Фирсов, Д.А. Поглощение и модуляция излучения в наноструктурах с квантовыми ямами p-GaAs/AlGaAs / Д.А. Фирсов, JI.E. Воробьев, В.А. Шалыгин, А.Н. Софронов, В.Ю. Паневин, М.Я. Винниченко, П. Тхумронгсилапа, С.Д. Ганичев, С.Н. Да-

нилов, А.Е. Жуков // Материалы XIII Международного Симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника», Нижний Новгород, 16-20 марта, 2009. - С. 10.

[А 16]. Шалыгин, В.А. Эмиссия терагерцового излучения из GaN при ударной ионизации доноров в электрическом поле / В.А. Шалыгин, Л.Е. Воробьев, Д.А. Фирсов, B.IO. Паневин, А.Н. Софронов, Г.А. Мелентьев, S. Suihkonen, Н. Lipsanen // Материалы XIII Международного Симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника», Нижний Новгород, 16-20 марта, 2009. - С. 78.

[А17]. Воробьев, Л.Е. Поглощение и модуляция излучения в наноструктурах с квантовыми ямами и квантовыми точками р-типа / Л.Е. Воробьев, Д.А. Фирсов, В.А. Шалыгин, В.Ю. Паневин, А.Н. Софронов, М.Я. Винниченко, П. Тхумронгсилапа, С.Н. Данилов, А.Е. Жуков, А.И. Якимов, A.B. Двуреченский // IX Российская конференция по физике полупроводников «Полупроводники 2009»: Тезисы докладов, Новосибирск - Томск, 28 сентября - 3 октября, 2009. - С. 74.

[AI8]. Шалыгин, В.А. Терагерцовая люминесценция n-GaN в электрическом поле /В.А. Шалыгин, Л.Е. Воробьев, Д.А. Фирсов, В.Ю. Паневин, А.Н. Софронов, Г.А. Мелентьев, A.B. Андрианов, А.О. Захарьин, H.H. Зиновьев, S. Suihkonen, Н. Lipsanen // IX Российская конференция по физике полупроводников «Полупроводники 2009»: Тезисы докладов, Новосибирск - Томск, 28 сентября - 3 октября, 2009. - С. 170

Лицензия ЛР № 020593 от 07.08.97

Подписано в печать 01.02.2010. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 120. Заказ 5506Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.: (812) 550-40-14 Тел./факс: (812)297-57-76

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Софронов, Антон Николаевич

Введение

I Оптические явления, связанные с резонансными состояниями

1 Электролюминесценция в напряженных микроструктурах

-GaAsN/GaAs и квантовых ямах w-GaAs/AlGaAs в дальнем инфракрасном диапазоне

1.1 Введение.

1.1.1 Деформация и расщепление вырожденных состояний энергетического спектра.

1.1.2 Стимулированное дальнее ИК излучение из одноосно деформированного p-Ge.

1.1.3 Донорный центр в квантовой яме

1.1.4 Постановка задачи.

1.2 Техника эксперимента.,.

1.2.1 Образцы.

1.2.2 Экспериментальные установки.

1.3 Экспериментальные результаты их обсуждение.

1.3.1 Вольт-амперные характеристики.

1.3.2 Интегральные характеристики электролюминесценции

1.3.3 Спектральные характеристики электролюминесценции

Введение диссертация по физике, на тему "Оптические явления, связанные с локализованными и резонансными состояниями в полупроводниковых структурах"

2.1.1 Размерное квантование валентной зоны.65

2.1.2 Акцепторный центр в квантовой яме .71

2.1.3 Постановка задачи.76

2.2 Техника эксперимента.77

2.2.1 Образцы.77

2.2.2 Экспериментальные установки.79

2.3 Экспериментальные результаты их обсуждение.81

2.3.1 Равновесная концентрация дырок.81

2.3.2 Спектры равновесного поглощения.84

2.3.3 Модуляция поглощения в электрическом поле.94

2.4 Заключение.98

II Оптические явления, связанные с возбужденными состояниями 99

3 Электролюминесценция в структурах с квантовыми ямами jp-GaAs/AlGaAs и в эпитаксиальных слоях w-GaN в дальнем инфракрасном диапазоне 100

3.1 Введение.100

3.1.1 Дальнее ИК излучение мелких доноров и акцепторов при пробое примеси электрическим полем.100

3.1.2 Дальнее ИК излучение мелких доноров в кремнии . 105

3.1.3 Постановка задачи.106

3.2 Техника эксперимента.107

3.2.1 Образцы.107

3.2.2 Экспериментальные установки.107

3.3 Экспериментальные результаты и их обсуждение.108

3.4 Заключение.118

4 Фотоиндуцированное поглощение в структурах с квантовыми точками р-Ge/Si 119

4.1 Введение.119

4.2 Техника эксперимента.123

4.2.1 Образцы.123

4.2.2 Экспериментальная установка.123

4.3 Экспериментальные результаты их обсуждение.126

Заключение 129

Список публикаций автора 131

Литература 136

Введение

В то же время существующие на настоящий момент полупроводниковые источники дальнего инфракрасного излучения сдерживают его потенциальные применения, поскольку они требуют криогенных (4 К) температур и сильных электрических и магнитных полей (лазер на p-Ge в скрещенных электрических и магнитных полях), либо сильного механического давления (лазер на одноосно-деформированномр-Go). Развивающиеся в последнее время квантово-каскадные лазеры на этот диапазон крайне сложны в изготовлении. Системы, в которых эмиссия ТГц излучения осуществляется за счет генерации разностной частоты в нелинейной среде отличаются малой эффективностью преобразования и требуют сложных конструктивных решений для обеспечения режима синхронизации мод.

В основе физического механизма стимулированного излучения из одноосно-деформированного p-Ge [1, 2] лежит инверсная населенность резонансного и основного состояний акцептора [2, 3, 4, 5]. Резонансные состояния акцепторов возникают вследствие расщепления валентной зоны внешним давлением [6]. Однако резонансные состояния примесей могут возникать и без внешнего давления в структурах с квантовыми ямами. Такие состояния мелких примесей наблюдались, например, при исследовании спектров фотопроводимости в структурах с квантовыми ямами Ge/GeSi [7], развиты теоретические методы расчета параметров резонансных состояний [8, 9, 10, 11, 12, 13]. В таких системах, в принципе, также возможно появление стимулированного ТГц излучения при низких температурах в электрическом поле.

В настоящей работе для наблюдения ТГц излучения при переходах носителей заряда между резонансными и локализованными состояниями предлагается использовать напряженные микроструктуры p-GaAsN/GaAs, в которых внешнее давление заменяется встроенными механическими напряжениями, и структуры с квантовыми ямами rc-GaAs/AlGaAs. В обоих типах структур имеются резонансные состояния мелких примесей.

Прямое наблюдение резонансных состояний в спектрах оптического поглощения в терагерцовом диапазоне сопряжено с экспериментальными трудностями. В настоящей работе проведено исследование спектров оптического поглощения в легированной акцепторами структуре с узкими квантовыми ямами р-GaAs/AlGaAs, в которой спектральные особенности поглощения, связанные с резонансными состояниями, лежат в среднем ИК диапазоне.

Известны также эксперименты по наблюдению стимулированного ТГц излучения в объемном р-Si при оптической накачке СОо лазером [14] и спонтанного ТГц излучения в Si п- и р-типа при электрической накачке [15, 16, 17, 18, 19]. Эмиссия излучения обусловлена внутрицентровыми переходами носителей между локализованными долгоживущим возбужденным и основным состояниями примесных центров, и наблюдалась при температурах ниже 40 К.

В работе также предложено исследовать эмиссию ТГц излучения при внут-рицентровых переходах носителей при пробое примесей электрическим полем в структурах с квантовыми ямами p-GaAs/AlGaAs и в эпитаксиальных пленках я-GaN. Размерное квантование позволяет в известной степени изменять энергетический спектр мелких примесей внутри квантовой ямы. Малая плотность состояний зоны проводимости в нитриде галлия позволяет расширить температурный диапазон наблюдения ТГц излучения до 80 К.

Кремний традиционно считается "не оптическим"материалом, поскольку экстремумы зоны проводимости и валентной зоны находятся в разных точках зоны Бриллюэна. В то же время развитие микроэлектроники связывается сейчас с активным использованием оптической связи между различными элементами интегральных схем. Структуры с самоорганизованными квантовыми точками Ge/Si обладают фоточувствительностью в области энергий кванта менее ширины запрещенной зоны кремния (см., например, [20]), обусловленной межзонными оптическими переходами из основного состояния квантовой точки в валентной зоне в зону проводимости кремния; также наблюдалась и электролюминесценция из таких структур. Спектральное перекрытие электролюминесценции и фотопроводимости в таких структурах делает возможным разработку оптоэлек-тронной пары [21], работающей в ближнем ИК, где собственное поглощение в Si мало, что позволит использовать кремниевые волноводы. Такие системы могут достаточно легко быть интегрированы в существующую кремниевую технологию.

В то же время такие системы интересны с фундаментальной точки зрения. В работе приводятся результаты экспериментальных исследований спектров фо-тоиндуцированного поглощения в структурах с Si/Ge квантовыми точками в средней ИК области. В полученных спектрах для разных поляризаций излучения можно выделить вклады от оптических переходов из основного и возбужденного состояний дырок в континуум делокализованных состояний над барьером, а также от межуровневых переходов дырок.

1. Экспериментальное исследование эмиссии терагерцового излучения в структурах с напряженными слоями p-GaAsN на GaAs в сильных электрических полях в условиях пробоя акцепторов, обусловленной неравновесным заселением резонансных состояний, возникающих благодаря расщеплению валентной зоны встроенными механическими напряжениями.

3. Экспериментальное исследование оптического поглощения в среднем ИК диапазоне в узких квантовых ямах р-GaAs/AlGaAs, обусловленного наличием резонансных состояний акцепторов, в равновесных условиях и при разогреве дырок продольным электрическим полем.

4. Экспериментальное исследование терагерцовой электролюминесценции в структурах с узкими квантовыми ямами p-GaAs/AlGaAs, а также в эпитак-сиальных слоях n-GaN, в которых излучение обусловлено неравновесным заселением локализованных возбужденных состояний мелких примесных центров в условиях пробоя примесей электрическим полем.

5. Исследование фотоиндуцированного поглощения в структурах с самоорганизованными квантовыми точками Ge/Si.

Основные полученные а работе результаты обладают существенной научной новизной, или получены на новых объектах — полупроводниковых микро-и наноструктурах и обладают существенными элементами новизны. Полученные результаты важны не только для физики полупроводников и физики низкоразмерных систем, но имеют и прикладное значение, например, для разработки новых источников терагерцового излучения или разработки детекторов излучения среднего ИК диапазона.

Научная и практическая значимость работы.

Большая часть исследований относится к такой актуальной области, как полупроводниковые нанотехнологии. Обнаружен ряд явлений (излучение и поглощение света терагерцового и ИК диапазонов, связанное с переходами носителей заряда между резонансными и локализованными состояниями примесных центров в микро- и наноструктурах с квантовыми ямами, поглощение света в квантовых точках Ge/Si, обусловленное переходами дырок из возбужденных состояний, модуляция света в наноструктурах в сильных электрических полях при пробое примесей и др.), данные о которых расширяют представление о физических явлениях в полупроводниках. Результаты могут быть использованы при конструировании источников и детекторов терагерцового и ИК диапазонов.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. Экспериментально наблюдаемая эмиссия терагерцового излучения в микроструктурах p-GaAsN/GaAs и наноструктурах n-GaAs/AlGaAs в условиях примесного пробоя при температуре жидкого гелия обусловлена главным образом наличием резонансных состояний мелких примесей в обоих типах структур. Доминирующий вклад в излучение дают внутрицентровые оптические переходы между резонансными и локализованными состояниями примесных центров.

2. Спектры поглощения света в наноструктурах с квантовыми ямами р-GaAs/AlGaAs, легированных акцепторами, позволяют установить наличие резонансных состояний мелких акцепторных примесей и их энергетический спектр. Оптическое поглощение при переходах дырок из основного состояния акцептора в резонансные состояния, подвешенные к возбужденным подзонам размерного квантования, происходит при той же поляризации излучения, что и межподзонные переходы из первой в соответствующие возбужденные подзоны размерного квантования дырок в условиях, когда энергетический зазор между подзонами существенно превышает энергию связи основного состояния.

3. Экспериментально наблюдаемое оптическое просветление структуры с квантовыми ямами p-GaAs/AlGaAs в электрическом поле при температуре жидкого азота в области равновесного поглощения при переходах в резонансное состояние обусловлено процессами примесного пробоя и уменьшением числа нейтральных акцепторов.

4. Экспериментально наблюдаемая эмиссия терагерцового излучения в структурах с квантовыми ямами p-GaAs/AlGaAs и в эпитаксиальных пленках я-GaN обусловлена неравновесным заселением возбужденных состояний примесных центров в процессе пробоя примеси электрическим полем.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались автором на российских и международных конференциях, в частности: и

1. 15th International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", Novosibirsk, Russia, June 25-29, 2007

2. Симпозиум "Полупроводниковые лазеры: физика и технология", С.Петербург, 5-7 ноября 2008.

4. Нанофизика и наноэлектроника-2009, март 16-20, Нижний Новгород.

5. IX Российская конференция по физике полупроводников, 28 сентября - 3 октября 2009 г., Новосибирск — Томск

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. Объем работы составляет 154 страницы, в том числе 51 рисунок, 3 таблицы. Список литературы включает 137 наименований.

Заключение диссертации по теме "Физика полупроводников"

Заключение

В ходе работы получены следующие основные результаты:

1. Исследована эмиссия терагерцового излучения в структурах с напряженными слоями p-GaAsN /GaAs и в структурах с квантовыми ямами п-GaAs/AlGaAs в электрическом поле в условиях ударной ионизации примесей. По результатам экспериментальных измерений ВАХ, полевых зависимостей интегральной интенсивности электролюминесценции и спектров излучения показано, что основной вклад в наблюдаемое излучение дают оптические переходы носителей между резонансными и локализованными состояниями примесных центров.

3. Исследована эмиссия ТГц излучения в эпитаксиальных пленках тг-GaN и в структурах с квантовыми ямами p-GaAs/AlGaAs в условиях ударной ионизации мелких примесей электрическим полем. Показано, что излучение возникает благодаря неравновесному заполнению возбужденных состояний мелких примесей в процессе их пробоя электрическим полем. При этом в структурах с квантовыми ямами существенную роль могут играть процессы рассеяния с испусканием оптических фононов, когда конечным состоянием такого процесса является возбужденное состояние акцептора.

Список публикаций автора

Публикации в периодических научных изданиях, рекомендованных ВАК:

А1] Воробьев JI.E. Примесный пробой и люминесценция терагерцового диапазона в электрическом поле в микроструктурах p-GaAs и p-GaAsN / Д.А. Фирсов, В.А. Шалыгин, В.Ю. Паневин, А.Н. Софронов, Д.В. Цой, А.Ю. Егоров, А.Г. Гладышев, О.В. Бондаренко // Письма в Журнал технической физики. — 2006. — Т. 32. — Вып. 9. — С. 34-41.

А2] Shalygin V.A. Terahertz luminescence in strained GaAsN:Be layers under strong electric fields / L.E. Vorobjev, D.A. Firsov, V.Yu. Panevin, A.N. Sofronov, A.V. Andrianov, A.O. Zakhar?in, A.Yu. Egorov, A.G. Gladyshev, O.V. Bondarenko, V.M. Ustinov, N.N. Zinovjev, D.V. Kozlov // Applied Physics Letters. — 2007. — Vol. 90. — No. 16. — P. 161128.

A3] Воробьев JI.E. Эмиссия излучения терагерцового диапазона из гетеро-структур GaAsN/GaAs в электрическом поле / Д.А. Фирсов, В.А. Шалыгин, В.Ю. Паневин, А.Н. Софронов, А.Ю. Егоров, В.М. Устинов, А.Г. Гладышев, О.В. Бондаренко, А.В.Андрианов, А.О.Захарьин, Д.В. Козлов // Известия РАН, серия физическая. — 2008. — Т. 72. — Вып. 2. — С. 229-231.

А4] Фирсов Д.А. Поглощение и эмиссия излучения терагерцового диапазона в легированных квантовых ямах GaAs/AlGaAs / JI.E. Воробьев, В.А. Шалыгин, В.Ю. Паневин, А.Н. Софронов, S.D. Ganichev, S.N. Danilov, А.В. Андрианов, A.O. Захарьин, А.Е. Жуков, B.C. Михрин, А.П. Васильев // Известия РАН, серия физическая. — 2008. — Т. 72. — Вып. 2. — С. 264-266.

А5] Vorobjev L.E. Terahertz Luminescence and Absorption under Impurity Breakdown in Quantum Wells and Strained Semiconductor Layers / D.A. Firsov, V.A. Shalygin, V.Yu. Panevin, A.N. Sofronov, V.M. Ustinov, A.E. Zhukov, A.Yu. Egorov, A.V. Andrianov, A.O. Zakhar'in, S.D. Ganichev, S.N. Danilov, and D.V. Kozlov // Acta Physica Polonica (A). — 2008. — Vol. 113. — No. 3. — P. 925-928.

A6] Shalygin V.A. Impurity breakdown and terahertz luminescence in n-GaN epilayers under external electric field /V. A. Shalygin, L. E. Vorobjev, D.A. Firsov, V.Yu. Panevin, A.N. Sofronov, G.A. Melentyev, A.V. Antonov, V.I. Gavrilenko, A.V. Andrianov, A.O. Zakharyin, S. Suihkonen, P.T. Torma, M. Ali, and H. Lipsanen // Journal of Applied Physics. — 2009. — Vol. 106. — No. 12. —P. 123523.

A7] Фирсов Д.А. Поглощение и модуляция излучения в наноструктурах с квантовыми ямами p-GaAs/AlGaAs /Д.А. Фирсов, Л.Е. Воробьев, В.А. Шалы-гин, А.Н. Софронов, В.Ю. Паневин, М.Я. Винниченко, П. Тхумронгсилапа, С.Д. Ганичев, С.Н. Данилов, А.Е. Жуков// Известия РАН, серия физическая. — 2010. — Т. 74. — Вып. 1. — С. 89-92.

А8] Шалыгин В.А. Эмиссия терагерцового излучения из GaN при ударной ионизации доноров в электрическом поле /В.А. Шалыгин, Л.Е. Воробьев, Д.А. Фирсов, В.Ю. Паневин, А.Н. Софронов, Г.А. Мелентьев, А.В. Андрианов, А.О. Захарьин, Н.Н. Зиновьев, S. Suihkonen, Н. Lipsanen// Известия РАН, серия физическая. — 2010. — Т. 74. — Вып. 1. — С. 93-95.

Тезисы докладов:

А9] Shalygin V.A. Terahertz emission and absorption at lateral electric field in p-GaAsN/GaAs and n-GaAs/AlGaAs heterostructures / V.A. Shalygin, D.A.

Firsov, L.E. Vorobjev, A.N. Sofronov, V.Yu. Panevin, D.V. Kozlov, S.D. Ganichev, S.N. Danilov, A.V. Andrianov, A.O. Zakhar'in, N.N. Zinov'ev, A.Yu. Egorov, O.V. Bondarenko, A.G. Gladyshev, and V.M. Ustinov // Proceedings of the 15th International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", Novosibirsk, Russia, June 25-29, 2007. — P. 18-19.

A10] Воробьев Л.Е. Эмиссия излучения терагерцового диапазона из легированных квантовых ям GaAs/AlGaAs и микроструктур GaAsN/GaAs / Л.Е. Воробьев, Д.А. Фирсов, В.А. Шалыгин, В.Ю. Паневин, А.Н. Софронов // Симпозиум "Полупроводниковые лазеры: физика и технология": Программа и тезисы докладов, С.-Петербург, 5-7 ноября, 2008. — С. 58.

All] Софронов А.Н. Горячие электроны в широких квантовых ямах п-GaAs/AlGaAs / Софронов А.Н., Мелентьев Г.А., Воробьев Л.Е., Шалыгин В.А. // X Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников, опто- и наноэлектронике: Тезисы докладов, С.-Петербург, 1-5 декабря, 2008. — С. 50.

А12] Софронов А.Н. Поглощение света в наноструктурах с квантовыми ямами p-GaAs/AlGaAs в среднем ИК диапазоне спектра / А.Н. Софронов, В.Ю. Паневин, Л.Е. Воробьев. // X Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников, опто- и наноэлектронике: Тезисы докладов, С.Петербург, 1-5 декабря, 2008. — С. 46.

А 13] Мелентьев Г.А. Электролюминесценция и примесный пробой эпитакси-альных слоев GaN в электрическом поле / Г.А.Мелентьев, А.Н.Софронов, В.А.Шалыгин // X Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников, опто- и наноэлектронике: Тезисы докладов, С.-Петербург, 1-5 декабря, 2008. — С. 16.

А 14] Софронов А.Н. Электролюминесценция эпитаксиальных слоев n-GaN / А.Н. Софронов, Г.А. Мелентьев, JI.E. Воробьев, В.А. Шалыгин // ХХХУП Неделя науки СПбГПУ: Всероссийская межвузовская конференция студентов и аспирантов, С.-Петербург, 24 - 29 ноября, 2008. Материалы лучших докладов, 2009 — С. 68-71.

А15] Фирсов, Д.А. Поглощение и модуляция излучения в наноструктурах с квантовыми ямами p-GaAs/AlGaAs / Д.А. Фирсов, JI.E. Воробьев, В.А. Шалыгин, А.Н. Софронов, В.Ю. Паневин, М.Я. Винниченко, П. Тхумронгси-лапа, С.Д. Ганичев, С.Н. Данилов, А.Е. Жуков // Материалы XIII Международного Симпозиума "Нанофизика и наноэлектроника", Нижний Новгород, 16-20 марта, 2009. — С. 10.

А 16] Шалыгин, В.А. Эмиссия терагерцового излучения из GaN при ударной ионизации доноров в электрическом поле / В.А. Шалыгин, JI.E. Воробьев, Д.А. Фирсов, В.Ю. Паневин, А.Н. Софронов, Г.А. Мелентьев, S. Suihkonen, Н. Lipsanen // Материалы XIII Международного Симпозиума "Нанофизика и наноэлектроника", Нижний Новгород, 16-20 марта, 2009. — С. 78.

А17] Воробьев, JI.E. Поглощение и модуляция излучения в наноструктурах с квантовыми ямами и квантовыми точками р-типа / Л.Е. Воробьев, Д.А. Фирсов, В.А. Шалыгин, В.Ю. Паневин, А.Н. Софронов, М.Я. Винниченко, П. Тхумронгсилапа, С.Н. Данилов, А.Е. Жуков, А.И. Якимов, А.В. Двуре-ченский // IX Российская конференция по физике полупроводников "Полупроводники 2009": Тезисы докладов, Новосибирск - Томск, 28 сентября - 3 октября, 2009. — С. 74.

А 18] Шалыгин, В.А. Терагерцовая люминесценция n-GaN в электрическом поле /В.А. Шалыгин, Л.Е. Воробьев, Д.А. Фирсов, В.Ю. Паневин, А.Н. Софронов, Г.А. Мелентьев, А.В. Андрианов, А.О. Захарьин, Н.Н. Зиновьев,

S. Suihkonen, H. Lipsanen I IIX Российская конференция по физике полупроводников "Полупроводники 2009": Тезисы докладов, Новосибирск -Томск, 28 сентября - 3 октября, 2009. — С. 170

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Софронов, Антон Николаевич, Санкт-Петербург

1. Алтухов, И. В. Межзонное излучение горячих дырок в Ge при одноосном сжатии / И. В. Алтухов, М. С. Каган, В. П. Синие // Письма в Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. — 1988. — Т. 47, № 3. — С. 136-138.

2. Внутрицентровая инверсия как причина индуцированного излучения в сильно деформированном p-Ge / И. В. Алтухов, М. С. Каган, К. А. Королев, В. П. Синие // Письма в Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. — 1994. — Т. 59, № 7. — С. 455-458.

3. Resonant acceptor states and terahertz stimulated emission of uniaxially strained germanium /1. V. Altukhov, M. S. Kagan, K. A. Korolev et al. // Journal of Experimental and Theoretical Physics.— 1999.— Vol. 88, no. 1.— Pp. 51-57.

4. Резонансные состояния акцепторов и стимулированное терагерцовое излучение одноосно деформированного германия / И. В. Алтухов, М. С. Каган, К. А. Королев и др. // Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. — 1999. — Т. 115, № 1. — С. 89-100.

5. Resonant states induced by shallow acceptors in uniaxially strained semiconductors / M. A. Obnodlyudov, I. N. Yassievich, V. M. Chistyakov, K. A. Chao // Physical Review B. — 2000. — Vol. 62, no. 4. — Pp. 2486-1495.

6. Бир, Г. Л. Симметрия и деформационные эффекты в полупроводниках / Г. Л. Бир, Г. Е. Пикус. — М.: Наука, 1972. — 584 с.

7. Localized and resonant states of shallow acceptors in Ge/GeSi multiple-quantum well heterostructures / V. Y. Aleshkin, B. A. Andreev, V. I. Gavrilenko et al. // Physica E. — 2002. — Vol. 13, no. 3. — Pp. 317-320.

8. Green, R. L. Binding energy of the 2p0 like level of a hyrogenic donor in GaAs-GaixAL,;As quantum-well structures / R. L. Green, К. K. Bajaj // Physical Review B. — 1985. — Vol. 31, no. 6. — Pp. 4006-4008.

9. Loehr, J. P. Effects of biaxial strain on acceptor-level energies in InyGai-yAs/Al^Gai-xAs (on GaAs) quantum wells / J. P. Loehr, J. Singh // Physical Review B. — 1990. — Vol. 41, no. 6. — Pp. 3695-3701.

10. Far-infrared spectroscopy of minibands and confined donors in GaAs/Alx.GaixAs superlattices / M. Helm, F. M. Peeters, F. DeRosa et al. // Phys. Rev. B. — 1991. — Jun. — Vol. 43, no. 17. — Pp. 13983-13991.

11. Мелкие акцепторы в напряженных гетероструктурах Ge/GeixSix с квантовыми ямами / В. Я. Алешкин, Б. А. Андреев, В. И. Гавриленко и др. // Физика и техника полупроводников.— 2000.— Т. 34, № 5.— С. 582587.

12. Donor states in modulation-doped Si/SiGe heterostructures / A. Blom, M. A. Odnoblyudov, I. N. Yassievich, K.-A. Chao // Phys. Rev. B. — 2003. — Oct. — Vol. 68, no. 16. — P. 165338.

13. Алешкин, В. Я. Примесное поглощение света с участием мелких доноров в квантовых ямах / В. Я. Алешкин, Л. В. Гавриленко // Журнал экспериментальной и теоретической физики. — 2004. — Т. 125, № 6. — С.1340-1348.

14. Far-infrared active media based on shallow impurity state transitions in silicon / E. E. Orlova, R. C. Zhukavin, S. G. Pavlov, V. N. Shastin // Phys. Stat. Sol. (B). — 1998. — Vol. 210, no. 2. — Pp. 859-863.

15. Terahertz electroluminescence from boron-doped silicon devices / T. N. Adam, R. T. Troeger, S. K. Ray et al. И Applied Physics Letters. — 2003. — Vol. 83, no. 9. —Pp. 1713-1715.

16. Electroluminescence at 7 terahertz from phosphorus donors in silicon / P.-C. Lv, R. T. Troeger, T. N. Adam et al. // Applied Physics Letters. — 2004. — Vol. 85, no. 1.—Pp. 22-24.

17. Terahertz emission from electrically pumped gallium doped silicon devices / P.-C. Lv, R. T. Troeger, S. Kim et al. // Applied Physics Letters. — 2004. — Vol. 85, no. 17, — Pp. 3660-3662.

18. Temperature dependence of terahertz optical transitions from boron and phosphorus dopant impurities in silicon / S. A. Lynch, P. Townsend, G. Matmon et al. И Applied Physics Letters. — 2005. — Vol. 87, no. 10. — P. 101114.

19. Increasing the operating temperature of boron doped silicon terahertz electroluminescence devices / G. Xuan, S. Kim, M. Coppinger et al. // Applied Physics Letters. — 2007. — Vol. 91, no. 6. — P. 061109.

20. Normal-incidence infrared photoconductivity in Si p-i-n diode with embedded Ge self-assembled quantum dots / A. I. Yakimov, A. V. Dvurechenskii, Y. Y. Proskuryakov et al. // Applied Physics Letters. — 1999. — Vol. 75, no. 10.—Pp. 1413-1415.

21. SiGe наноструктуры с самоформирующимися наноостровками для элементов кремниевой оптоэлектроники / А. В. Антонов, Ю. Н. Дроздов,

22. Ф. Красильник и др. // IX Всероссийская конференция по физике полупроводников (Полупроводники 2009), 28 сентября 3 октября 2009 г., Новосибирск-Томск. Тезисы докладов. — 2009. — С. 310.

23. Towards Sii:,;Ge.x quantum-well resonant-state terahertz laser /1. V. Altukhov, E. G. Chirkova, V. P. Sinis et al. И Applied Physics Letters. — 2001. — Vol. 79, no. 24.—Pp. 3909-3911.

24. Luttinger, J. M. Motion of electrons and holes in perturbed periodic fields / J. M. Luttinger, W. Kohn // Phys. Rev. — 1955. — Feb. — Vol. 97, no. 4. — Pp. 869-883.

25. Luttinger, J. M. Quantum theory of cyclotron resonance in semiconductors: General theory / J. M. Luttinger // Phys. Rev. — 1956. — May. — Vol. 102, no. 4. —Pp. 1030-1041.

26. Пикус, Г. E. Влияние деформации на энергетический спектр и электрические свойства дырочного германия и кремния / Г. Е. Пикус, Г. Л. Бир // Физика твердого тела. — 1959. — Т. 1, № 1. — С. 154-156.

27. Пикус, Г. Е. Влияние деформации на энегетический спектр дырок в германии и кремнии / Г. Е. Пикус, Г. Л. Бир // Физика твердого тела. — 1959. — Т. 1, № 11. — С. 1642-1658.

28. Chuang, S. L. Efficient band-structure calculations of strained quantum wells / S. L. Chuang // Phys. Rev. B. — 1991. — Apr. — Vol. 43, no. 12. — Pp. 96499661.

29. Резонансные акцепторные состояния в одноосно-деформированных полупроводниках / М. А. Одноблюдов, А. А. Пахомов, В. М. Чистяков, И. Н. Яссиевич // Физика и техника полупроводнике. — 1997. — Т. 31, №10.—С. 1180-1186.

30. Козлов, Д. В. Резонансные состояния мелких акцепторов в одноосно-деформированном германии / Д. В. Козлов, В. Я. Алешкин, В. И. Гав-риленко // Журнал экспериментальной и теоретической физики.— 2001. — Т. 120, № 6. — С. 1495-1502.

31. Fano, U. Effects of configuration interaction on intensities and phase shifts / U. Fano // Physical Review. — 1961. — Vol. 124, no. 6. — Pp. 1866-1887.

32. Одноблюдов, M. А. Резонансные акцепторные состояния в одноосно-деформированных полупроводниках / М. А. Одноблюдов, А. А. Прокофьев, И. Н. Яссиевич // Журнал экспериментальной и теоретической физики. — 2002. — Т. 121, № 3. — С. 692-702.

33. Theory of strained р-Ge resonant-state terahertz laser / M. A. Obnodlyudov, A. A. Prokofiev, I. N. Yassievich, K. A. Chao // Physical Review B. — 2004. — Vol. 70, no. 11. — Pp. 115209-1-115209-14.

34. Population inversion induced by resonant states in semiconductors / M. A. Obnodlyudov, I. N. Yassievich, M. S. Kagan et al. // Physical Review Letters. — 1999. — Vol. 83, no. 3. — Pp. 644-647.

35. Holer, E. E. High resolution fourier transform spectroscopy of shallow acceptors in ultra-pure germanium / E. E. Haler, W. L. Hansen // Solid State Communications. — 1974. — Vol. 15, no. 4. — Pp. 687-692.

36. Pantelides, S. T. The electronic structure of impurities and other point defects in semiconductors / S. T. Pantelides // Reviews of Modern Physics. — 1978. — Vol. 50, no. 4. — Pp. 797-858.

37. Altukhov, I. V. Spontaneous and stimulated emission of radiation from hot holes from uniaxially stressed germanium / I. V. Altukhov, M. S. Kagan,

38. V. P. Sinis // Optical and Quantum Electronics. — 1991. — Vol. 23, no. 2. — Pp. S211-S216.

39. Starikov, E. V. Numerical simulation of far infrared emission under population inversion of hole sub-bands / E. V. Starikov, P. N. Shiktorov // Optical and Quantum Electronics. — 1991. — Vol. 23, no. 2. — Pp. S177-S193.

40. Прокофьев, А. А. Функция распределения горячих носителей заряда при резонансном рассеянии / А. А. Прокофьев, М. А. Одноблюдов, И. Н. Яси-евич // Физика и техника полупроводников.— 2001.— Т. 35, № 5.— С.586-593.

41. Дальнее ИК излучение горячих дырок германия при взаимно перпендикулярных направлениях одноосного давления и электрического поля /

42. B. М. Бондар, JI. Е. Воробьев, А. Т. Далакян и др. // Письма в Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. — 1999. — Т. 70, № 4. —1. C. 257-261.

43. М. Helm, частное сообщение.

44. Chaudhuri, S. Effect of nonparabolicity on the energy levels of a hyro-genic donors in GaAs-Gai-xAl^As quantum-well structures / S. Chaudhuri, К. K. Bajaj // Physical Review B. — 1984. — Vol. 29, no. 4. — Pp. 18031806.

45. Fraizzoli, S. Shallow donor impurities in GaAs-Gai^Al^As quantum-well structures: Role of the dielectric-constant mismatch / S. Fraizzoli, F. Bassani, R. Buczko // Physical Review B. — 1990. — Vol. 41, no. 8. — Pp. 5096-5103.

46. Экспериментальное наблюдение расщепления уровней энергии легких и тяжелых дырок в упругонапряженном GaAsN / А. Ю. Егоров, Е. С. Семенова, В. М. Устинов и др. // Физика и Техника Полупроводников. — 2002. — Т. 36, № 9. — С. 1056-1059.

47. Terahertz luminescence in strained GaAsN:Be layers under strong electric fields / V. A. Shalygin, L. E. Vorobjev, D. A. Firsov et al. // Applied Physics Letters. — 2007. — Vol. 90, no. 16. — Pp. 161128-161130.

48. Physics of Group IV Elements and III-V Compunds / Ed. by K.-H. Hellwege, O. Madelung.— New series, group III edition.— Springer-Verlag, Berlin, 1982. — Vol. 17.

49. Малышев, А. В. К теории анизотропии магнитного момента мелких акцепторных центров в алмазоподобных полупроводниках / А. В. Малышев // Физика Твердого Тела. — 2000. — Т. 42, № 1. — С. 29-36.47. http://terahertz.co.uk.

50. Линейно поляризованное терагерцовое излучение в одноосно деформированном Ge(Ga) при пробое примеси электрическим полем / А. В. Андрианов, А. О. Захарьин, И. Н. Яссиевич, Н. Н. Зиновьев // Письма в ЖЭТФ. — 2006. — Т. 83, № 8. — С. 410-414.

51. Шкловский, Б. И. Электронные свойства легированных полупроводников / Б. И. Шкловский, А. Л. Эфрос. — М.: Наука, 1979. — 416 с.

52. Guillemot, С. Model for longitudinal-optical phonons and electron-phonon coupling in GaAs-Gai-x AlxAs multilayer structures / C. Guillemot, F. Clerot// Phys. Rev. B. — 1991. — Sep. — Vol. 44, no. 12. — Pp. 6249-6261.

53. В.Я. Алешкин, частное сообщение.

54. Broido, D. A. Effective masses of holes at GaAs-AlGaAs heterojunctions / D. A. Broido, L. J. Sham // Phys. Rev. B. — 1985. — Jan. — Vol. 31, no. 2. — Pp. 888-892.

55. Broido, D. A. Valence-band coupling and fano-resonance effects on the exci-tonic spectrum in undoped quantum wells / D. A. Broido, L. J. Sham // Phys. Rev. B. — 1986. — Sep. — Vol. 34, no. 6. — Pp. 3917-3923.

56. Altarelli, M. Calculations of hole subbands in semiconductor quantum wells and superlattices / M. Altarelli, U. Ekenberg, A. Fasolino // Phys. Rev. B. — 1985. — Oct. — Vol. 32, no. 8. — Pp. 5138-5143.

57. Twardowski, A. Variational calculation of polarization of quantum-well pho-toluminescence / A. Twardowski, C. Hermann // Phys. Rev. B. — 1987. — May. — Vol. 35, no. 15. — Pp. 8144-8153.

58. Chuang, S.-L. Theory of hole refractions from heterojunctions / S.-L. Chuang // Phys. Rev. B. — 1989. — Nov. — Vol. 40, no. 15. — Pp. 1037910390.

59. Tadic, M. Bound-free intersubband absorption in p-type doped semiconductor quantum wells / M. Tadi c, Z. Ikoni с // Phys. Rev. B.— 1995. — Sep.— Vol. 52, no. 11. — Pp. 8266-8275.

60. Chen, H. H. Near 10 fim intervalence subband optical transitions in p-type Ino.49Gao.5iP-GaAs quantum well structures / H. H. Chen, Y.-H. Wang, M.-P. Houng // IEEE Journal of Quantum Electronics. — 1996. — Vol. 32, no. 3.—Pp. 471-477.

61. Ikonic', Z Hole-bound-state calculation for semiconductor quantum wells / Z. Ikonic', V. Milanovic' // Phys. Rev. В.— 1992. —Apr.— Vol. 45, no. 15.—Pp. 8760-8762.

62. Bockelmann, U. Interband absorption in quantum wires. I. zero-magnetic-field case / U. Bockelmann, G. Bastard // Phys. Rev. B. — 1992. — Jan. — Vol. 45, no. 4. — Pp. 1688-1699.

63. Tsang, L. Intersubband absorption of ТЕ and TM waves in p-type semiconductor superlattice including the effects of continuum states / L. Tsang, S.-L. Chuang // IEEE Journal of Quantum Electronics.— 1995.— Vol. 31, no. 1. — Pp. 20-28.

64. Responsivities of n-type GaAs/InGaAs/AlGaAs step multiple-quantum-well infrared detectors / C. W. Cheah, G. Karunasiri, L. S. Tan, L. F. ZhouII Applied Physics Letters. — 2002. — Vol. 80, no. 1. — Pp. 145-147.

65. Far-infrared study of confinement effects on acceptors in GaAs/А1ЖGaiз: As quantum wells / A. A. Reeder, B. D. McCombe, F. A. Chambers, G. P. De-vane // Phys. Rev. B. — 1988. — Aug. — Vol. 38, no. 6. — Pp. 4318-4321.

66. Binding energy and dynamics of be acceptor levels in AlAs/GaAs multiple quantum wells / M. P. Halsall, W.-M. Zheng, P. Harrison et al. // Journal of Luminescence. — 2004. — Vol. 108, no. 1-4. — Pp. 181-184.

67. Photoluminescence study of the Be acceptor at the centre of quantum wellsоwith sizes in the range 28 300 A I D. Boffety, A. Vasson, A.-M. Vasson et al. // Semiconductor Science and Technology. — 1996. — Vol. 11, no. 3. — Pp. 340-344.

68. Carrier-carrier scattering in GaAs/Al^Gai-^As quantum wells / K. W. Sun, T. S. Song, C.-K. Sun et al. // Phys. Rev. В.— 2000. —Jun.— Vol. 61, no. 23.—Pp. 15592-15595.

69. Acceptor binding energy in delta-doped GaAs/AlAs multiple-quantum wells / W. M. Zheng, M. P. Halsall, P. Harmer et al. // Journal of Applied Physics. — 2002. — Vol. 92, no. 10. — Pp. 6039-6042.

70. Bastard, G. Hydrogenic impurity states in a quantum well: A simple model / G. Bastard // Phys. Rev. В.— 1981. —Oct.— Vol. 24, no. 8.— Pp. 47144722.

71. Mailhiot, C. Energy spectra of donors in GaAs-Gai ^Al^As quantum well structures in the effective-mass approximation / C. Mailhiot, Y.-C. Chang, Т. C. McGill // Phys. Rev. B. — 1982. — Oct. — Vol. 26, no. 8. — Pp. 44494457.

72. Chaudhuri, S. Hydrogenic-impurity ground state in GaAs-Gai-^Al^As multiple-quantum-well structures / S. Chaudhuri // Phys. Rev. B. — 1983. — Oct. — Vol. 28, no. 8. — Pp. 4480—4-488.

73. Masselink, W. T. Binding energies of acceptors in GaAs-Ga^Al^As quantum wells / W. T. Masselink, Y.-C. Chang, H. Morkoc' // Phys. Rev. B. — 1983. — Dec. — Vol. 28, no. 12. — Pp. 7373-7376.

74. Masselink, W. T. Binding energies of acceptors in GaAs-Al^Gai-^As quantum wells / W. T. Masselink, Y.-C. Chang, H. Morkoc' // Journal of Vacuum Science and Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures. — 1984. — Vol. 2, no. 3. — Pp. 376-382.

75. Masselink, W. T. Acceptor spectra of Al^Gai-^As-GaAs quantum wells in external fields: Electric, magnetic, and uniaxial stress / W. T. Masselink, Y.

76. С. Chang, Н. Morkoc' I I Phys. Rev. B. — 1985. — Oct. — Vol. 32, no. 8. — Pp. 5190-5201.

77. Einevoll, G. T. Effective bond-orbital model for shallow acceptors in GaAs-Al^Gai-aAs quantum wells and superlattices / G. T. Einevoll, Y.-C. Chang // Phys. Rev. B. — 1990. — Jan. — Vol. 41, no. 3. — Pp. 1447-1460.

78. Miller, R. C. Photoluminescence from GaAs-Al^Gai xAs quantum wells with nonuniform p-type doping profiles / R. C. Miller 11 Journal of Applied Physics. — 1984. — Vol. 56, no. 4. — Pp. 1136-1140.

79. Kirkman, R. F. An infrared study of shallow acceptor states in GaAs / R. F. Kirkman, R. A. Stradling, P. J. Lin-Chung // Journal of Physics C.— 1978. — Vol. 11, no. 2. — Pp. 419-433.

80. Yen, S. T. Resonant hydrogenic impurity states and Ls — 2p transitions in coupled double quantum wells / S. T. Yen // Phys. Rev. B. — 2003. — Oct. — Vol. 68, no. 16. — P. 165331.

81. Блекмор, Д. Статистика электронов в полупроводниках / Д. Блекмор. — М.: Мир, 1964. — 392 с.

82. Frenkel, J. On pre-breakdown phenomena in insulators and electronic semiconductors / J. Frenkel // Phys. Rev.— 1938. —Oct.— Vol. 54, no. 8.— Pp. 647-648.

83. Sclar, N. Impact ionization of impurities in germanium / N. Sclar, E. Burstein // Journal of Physics and Chemistry of Solids. — 1957. — Vol. 2, no. 1. — Pp. 123.

84. Koenig, S. H. The low temperature electrical conductivity of n-type germanium / S. H. Koenig, G. R. Gunther-Mohr // Journal of Physics and Chemistry of Solids. — 1957. — Vol. 2, no. 4. — Pp. 268-283.

85. Koenig, S. H. Far infrared electron-ionized donor recombination radiation in germanium / S. H. Koenig, R. D. Brown // Phys. Rev. Lett. — I960. — Feb. — Vol. 4, no. 4. — Pp. 170-173.

86. Ascarelli, G. Recombination of electrons and donors in n-type germanium / G. Ascarelli, S. C. Brown // Phys. Rev. — 1960. — Dec. — Vol. 120, no. 5. — Pp. 1615-1626.

87. Salomon, S. N. Far-infrared recombination emission in n-Ge and p-InSb / S. N. Salomon, H. Y. Fan // Phys. Rev. B. — 1970. — Jan. — Vol. 1, no. 2. — Pp. 662-671.

88. Thomas, S. R. Far-infrared recombination radiation from n-type Ge and GaAs / S. R. Thomas, H. Y. Fan // Phys. Rev. B. — 1974. —May. — Vol. 9, no. 10. — Pp. 4295^305.

89. Gornik, E. Recombination radiation from impact-ionized shallow donors in retype InSb / E. Gornik // Phys. Rev. Lett. — 1972. — Aug. — Vol. 29, no. 9. — Pp. 595-597.

90. Kobayashi, K. L. I. Tunable far-infrared radiations from hot electrons in n-type InSb / K. L. I. Kobayashi, K. F. Komatsubara, E. Otsuka // Phys. Rev. Lett. — 1973. — Apr. — Vol. 30, no. 15. — Pp. 702-705.

91. Far-infrared recombination radiation from impact-ionized shallow donors in GaAs /1. Melngailis, G. E. Stillman, J. O. Dimmock, С. M. Wolfe // Phys. Rev. Lett. — 1969. — Nov. — Vol. 23, no. 19. — Pp. 1111-1114.

92. Терагерцовая люминесценция гетероструктур на основе GaAs с квантовыми ямами при оптическом возбуждении доноров / Н. А. Бекин, P. X. Жукавин, К. А. Ковалевский и др. // Физика и техника полупроводников. — 2005. — Т. 39, № 1. — С. 76-81.

93. Monte Carlo simulation of the nonequilibrium phase transition in p-type Ge at impurity breakdown / W. Quade, G. Hiipper, E. Scholl, T. Kuhn // Phys. Rev. B. — 1994. — May. — Vol. 49, no. 19. — Pp. 13408-13419.

94. L. E. Vorobjev, S. N. Danilov, D. V. Donetskii et al. // Semiconductors. — 1993. — Vol. 27, no. 77.

95. Population inversion and far-infrared emission from optically pumped silicon / H.-W. Hiibers, K. Auen, S. G. Pavlov et al. II Applied Physics Letters. — 1999. — Vol. 74, no. 18. — Pp. 2655-2657.

96. Stimulated emission from donor transitions in silicon / S. G. Pavlov, R. K. Zhukavin, E. E. Orlova et al. // Phys. Rev. Lett.— 2000. —May.— Vol. 84, no. 22. — Pp. 5220-5223.

97. Terahertz emission spectra of optically pumped silicon lasers / H.-W. Hiibers, S. G. Pavlov, M. Greiner-Bar et al. // Phys. Stat. Sol. (B). — 2002. — Vol. 233, no. 2. — Pp. 191-196.

98. Far-infrared stimulated emission from optically excited bismuth donors in silicon / S. G. Pavlov, H.-W. Hiibers, M. H. Rummeli et al. // Applied Physics Letters. — 2002. — Vol. 80, no. 25. — Pp. 4717-4719.

99. Terahertz optically pumped Si:Sb laser / S. G. Pavlov, H.-W. Hiibers, H. Rie-mann et al. // Journal of Applied Physics.— 2002.— Vol. 92, no. 10.— Pp. 5632-5634.

100. Optically pumped terahertz semiconductor bulk lasers / S. G. Pavlov, H.-W. Hiibers, E. E. Orlova et al. // Phys. Stat. Sol (B).— 2003.— Vol. 235, no. 1. — Pp. 126-134.

101. Stimulated terahertz emission from arsenic donors in silicon / H.-W. Htibers, S. G. Pavlov, H. Riemann et al. II Applied Physics Letters. — 2004. — Vol. 84, no. 18.—Pp. 3600-3602.

102. Barry, E. A. Hot electrons in group-Ill nitrides at moderate electric fields / E. A. Barry, K. W. Kim, V. A. Kochelap II Applied Physics Letters. — 2002. — Vol. 80, no. 13. — Pp. 2317-2319.

103. Optical study of hot electron transport in GaN: Signatures of the hot-phonon effect / K. Wang, J. Simon, N. Goel, D. Jena // Applied Physics Letters. — 2006. — Vol. 88, no. 2. — P. 022103.

104. Hot phonons in Si-doped GaN / J. Liberis, M. Ramonas, O. Kiprijanovic et al. // Applied Physics Letters. — 2006. — Vol. 89, no. 20. — P. 202117.

105. Identification of Si and О donors in hydride-vapor-phase epitaxial GaN / W. J. Moore, J. J. A. Freitas, G. С. B. Braga et al. // Applied Physics Letters. — 2001. — Vol. 79, no. 16. — Pp. 2570-2572.

106. Frank, F. С. One-dimensional dislocations. I. Static Theory / F. C. Frank, J. H. van der Merwe // Proceedings of the Royal Society A. Mathematical, Physical & Engineering Sciences.— 1949. — August.— Vol. 198.— Pp. 205-216.

107. Volmer, M. / M. Volmer, A. Weber // Zeitschrift fiir Physikalische Chemie. — 1926. —Vol. 119. —P. 277.

108. Stranski, I. N. /1. N. Stranski, V. L. Krastanov // Akad. Wiss. Lit. Mainz Math.-Natiir. Kl. lib. — 1936. — Vol. 146. — P. 797.

109. In situ measurements of critical layer thickness and optical studies of InGaAs quantum wells grown on GaAs substrate / B. Elman, E. S. Melman, P. Melman et al. II Applied Physics Letters.— 1989. — October.— Vol. 55, no. 16.— Pp. 1659-1661.

110. Eaglesham, D. J. Dislocation-free Stranski-Krastanov growth of Ge on Si (100) / D. J. Eaglesham, M. Cerullo // Phys. Rev. Lett.— 1990. —Apr.— Vol. 64, no. 16. — Pp. 1943-1946.

111. Kinetic pathway in Stranski-Krastanov growth of Ge on Si (100) / Y.-W. Mo, D. E. Savage, B. S. Swartzentruber, M. G. Lagally // Phys. Rev. Lett. — 1990. — Apr. — Vol. 65, no. 8. — Pp. 1020-1023.

112. Intraband absorption in the 8-12 im band from Si-doped vertically aligned InGaAs/GaAs quantum-dot superlattice / Q. D. Zhuang, J. M. Li, H. X. Li et al. II Applied Physics Letters.— 1998.— Vol. 73, no. 25.— Pp. 37063708.

113. Midinfrared absorption and photocurrent spectroscopy of InAs/GaAs self-assembled quantum dots / S. Sauvage, P. Boucaud, T. Brunhes et al. II Applied Physics Letters. — 2001. — Vol. 78, no. 16. — Pp. 2327-2329.

114. Polarization dependence of intraband absorption in self-organized quantum dots / S. J. Chua, S. J. Xu, X. H. Zhang et al. // Applied Physics Letters. — 1998. — Vol. 73, no. 14. — Pp. 1997-1999.

115. Intraband absorption in n-doped InAs/GaAs quantum dots / S. Sauvage, P. Boucaud, F. H. Julien et al. // Applied Physics Letters. — 1997. — Vol. 71, no. 19. — Pp. 2785-2787.

116. Infrared spectroscopy of intraband transitions in self-organized InAs/GaAs quantum dots / S. Sauvage, P. Boucaud, F. H. Julien et al. // Journal of Applied Physics. — 1997. — Vol. 82, no. 7. — Pp. 3396-3401.

117. Intraband light absorption in InAs/GaAs quantum dots covered with InGaAs quantum wells / L. E. Vorobjev, D. A. Firsov, V. A. Shalygin et al. И Semiconductor Science and Technology. — 2006. — Vol. 21, no. 9. — Pp. 1341-1347.

118. Lee, S.-W. Bound-to-continuum intersubband photoconductivity of self-assembled InAs quantum dots in modulation-doped heterostructures / S.-W. Lee, K. Hirakawa, Y. Shimada // Applied Physics Letters. — 1999. — Vol. 75, no. 10. — Pp. 1428-1430.

119. Transport and photodetection in self-assembled semiconductor quantum dots / M. Razeghi, H. Lim, S. Tsao et al. // Nanotechnology.— 2005.— Vol. 16, no. 2. — Pp. 219-229.

120. Polarized front-illumination response in intraband quantum dot infrared pho-todetectors at 77 К / E. Finkman, S. Maimon, V. Immer et al. // Phys. Rev. B. — 2001. — Jan. — Vol. 63, no. 4. — P. 045323.

121. Chen, Z. Intraband-transition-induced dipoles in self-assembled InAs/GaAs(001) quantum dots / Z. Chen, E.-T. Kim, A. Madhukar // Applied Physics Letters. — 2002. — Vol. 80, no. 15. — Pp. 2770-2772.

122. Saturation of intraband absorption and electron relaxation time in n-doped InAs/GaAs self-assembled quantum dots / S. Sauvage, P. Boucaud, F. Glotin et al. И Applied Physics Letters. — 1998. — Vol. 73, no. 26. — Pp. 3818-3821.

123. Stoleru, К G. Oscillator strength for intraband transitions in (In,Ga)As/GaAs quantum dots / V. G. Stoleru, E. Towe // Applied Physics Letters. — 2003. — Vol. 83, no. 24. — Pp. 5026-5028.

124. Infrared and photoluminescence spectroscopy of p-doped self-assembled ge dots on si / L. P. Rokhinson, D. C. Tsui, J. L. Benton, Y.-H. Xie // Applied Physics Letters. — 1999. — Vol. 75, no. 16. — Pp. 2413-2415.

125. Observation of inter-sub-level transitions in modulation-doped Ge quantum dots / J. L. Liu, W. G. Wu, A. Balandin et al. // Applied Physics Letters. — 1999. — Vol. 75, no. 12. — Pp. 1745-1747.

126. Intersubband absorption in boron-doped multiple Ge quantum dots / J. L. Liu, W. G. Wu, A. Balandin et al. // Applied Physics Letters. — 1999. — Vol. 74, no. 2. — Pp. 185-187.

127. Intersubband transitions of boron-doped self-assembled Ge quantum dots / T. Fromherz, W. Mac, C. Miesner et al. // Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. — 2002. — Vol. 13, no. 2-4. — Pp. 1022 1025.

128. Depolarization shift of the in-plane polarized interlevel resonance in a dense array of quantum dots / A. I. Yakimov, A. V. Dvurechenskii, N. P. Stepina, A. I. Nikiforov // Phys. Rev. B. — 2000. — Oct. — Vol. 62, no. 15. — Pp. 9939-9942.

129. Intraband absorption in Ge/Si self-assembled quantum dots / P. Boucaud, V. L. Thanh, S. Sauvage et al. II Applied Physics Letters. — 1999. — Vol. 74, no. 3. — Pp. 401-403.

130. Interlevel Ge/Si quantum dot infrared photodetector / A. I. Yakimov, A. V. Dvurechenskii, A. I. Nikiforov, Y. Y. Proskuryakov // Journal of Applied Physics. — 2001. — Vol. 89, no. 10. — Pp. 5676-5681.

131. Dvurechenskii, A. V. Electronic structure of Ge/Si quantum dots / A. V. Dvurechenskii, A. V. Nenashev, A. I. Yakimov // Nanotechnology. — 2002. — Vol. 13, no. 1. — Pp. 75-80.

132. Silicon-Germanium nanostructures with quantum dots: Formation mechanisms and electrical properties / O. P. Pchelyakov, Y. B. Bolkhovityanov, A. V. Dvurechenskii et al. // Semiconductors. — 2000. — Vol. 34, no. 11. — Pp. 1229-1248.

133. Heterogeneous nucleation of oxygen on silicon: Hydroxyl-mediated interdimer coupling on Si(100) (2 x 1) / A. B. Gurevich, В. B. Stefanov, M. K. Wel-don et al. // Physical Review B. — 1998. — Vol. 58, no. 20. — Pp. R13434-R13437.

134. Characterization of low-temperature wafer bonding by infrared spectroscopy / A. Milekhin, M. Friedrich, K. Hiller et al. // Journal of Vacuum Science and Technology B. — 2000. — Vol. 18, no. 3. — Pp. 1392-1396.

135. А.Г. Милёхин, частное сообщение.

136. Spitzer, W. Infrared absorption in n-Type Silicon / W. Spitzer, H. Y. Fan // Physical Review. — 1957. — Vol. 108, no. 2. — Pp. 268-271.