Спектроскопия самоорганизующихся INAS/GAAS квантовых точек в полупроводниковых лазерных структурах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

Введение.

Глава 1. Квантовые точки: получение, свойства, методы исследования и практические применения. Обзор.

1.1. Формирование квантовых точек.

1.2. Методы исследования квантовых точек.

1.3. Особенности полупроводниковых квантовых точек InAs/GaAs.

Глава 2. Спектроскопия одиночной квантовой точки.

2.1. Техника спектроскопии одиночной квантовой точки.

2.2. Спектры фотолюминесценции и фототока экситона и экситонных

• комплексов.

2.3. «Спиновая память», управляемая напряжением, в одиночной квантовой точке.

Глава 3. Спектроскопия ансамбля квантовых точек в непрерывном режиме.

3.1. Техника подготовки образцов для спектроскопических исследований.

3.2. Спектроскопия фототока ансамбля квантовых точек.

3.3. Анализ спектров фотолюминесценции массива квантовых точек.

Глава 4. Время-разрешенная pump-probe спектроскопия ансамбля квантовых точек

4.1. Техника время-разрешенной pump-probe спектроскопии.

4.2. Тонкая структура нейтрального экситона и квантовые биения.

4.3 Исследование статистики носителей заряда в p-i-n диоде с квантовыми точками методом pump-probe спектроскопии.

Глава 5. «Детальная статистика» носителей заряда в ансамбле квантовых точек.

5.1 Метод «детальной статистики» для описания распределения электонов и дырок по квантовым точкам.

5.2 Формирование пространственно разделенного биполярно заряженного состояния при инжекции носителей обоих знаков в массив квантовых точек.

5.3 Релаксация пространственно разделенного заряженного состояния: эксперименты по затуханию фотолюминесценции.

5.4 Влияние кулоновского взаимодействия на статистику носителей заряда в ансамбле квантовых точек.

5.5 Применение метода «детальной статистики» к моделированию оптоэлектронных устройств: температурная зависимость порогового тока в полупроводниковых лазерах с квантовыми точками.

Быстрое развитие современных систем передачи данных и телекоммуникаций обусловлено в первую очередь постоянным совершенствованием элементной базы оптоэлектроники. Физика оптоэлектронных устройств постоянно включает в себя новые идеи и принципы [1]: полупроводниковые лазеры с квантовыми ямами заменили лазеры с двойной гетероструктурой; использование многообразия полупроводниковых твердых растворов и каскадных лазеров позволило расширить диапазон доступных длин волн от 0.4мкм до более чем 10 мкм; с помощью вертикально излучающих лазеров достигнута частота прямой токовой модуляции более 20 ГГц, и т. д. Полупроводниковые квантовые точки (КТ) являются перспективной средой для разработки нового поколения оптоэлектронных устройств благодаря своим уникальным свойствам [2]. Физика инжекционных лазеров с КТ, уже показавших ряд рекордных характеристик, представляет значительный интерес для дальнейшего совершенствования этих устройств. В настоящее время большое внимание уделяется разработке принципов и созданию нового поколения квантовых оптоэлектронных устройств, таких как сверхмалые элементы памяти [3], источники и детекторы одиночных и когерентных фотонов [4], элементы квантового компьютера [5], управляемые системы «медленного света» и опто-оптические переключатели потоков данных [6]. Массивы КТ и одиночные КТ являются одной из перспективных материальных сред для создания этих устройств, что определяет актуальность детального изучения физики КТ.

Оптическая спектроскопия полупроводников и низкоразмерных полупроводниковых гетероструктур, основанная на исследовании взаимодействия света с кристаллами, сыграла основную роль в развитии представлений о строении и уровнях энергии собственных состояний вещества. Р

Методы оптической спектроскопии оказались незаменимыми при изучении края собственного поглощения полупроводников. Исследование энергетического положения спектральных линий и их формы дает важную информацию о структуре энергетических зон и энергетических состояний носителей тока в полупроводниках. Спектроскопия как метод изучения КТ не только позволяет получить наиболее подробную информацию о свойствах КТ, но и наиболее адекватна области практического применения КТ - оптоэлектронике. За последнее десятилетие методами спектроскопии были получены данные о материальной структуре КТ, энергетическом спектре носителей заряда в КТ, особенностях их динамики, деталях спин-орбитального взаимодействия и многие другие.

В данной работе объектом исследования были выбраны полупроводниковые КТ, созданные на основе гетероперехода, в системе материалов ¡пАзЛпОаАзАлаАз. В данной системе материалов было получено излучение на длинах волн, наиболее важных для практики передачи данных: 0.98 мкм, 1.3мкм и 1.55 мкм, кроме того, к настоящему моменту развита технология молекулярно-пучковой эпитаксии, позволяющая получить высококачественные лазерные структуры с ¡пАз/ваАз КТ в результате процессов самоорганизации. Наличие высококачественных массивов КТ и одиночных КТ позволяет проводить спектроскопические исследования их неизученных свойств, важных для развития физики КТ и создания и совершенствования приборов на их основе.

Целью настоящей работы было детальное спектроскопическое исследование одиночных КТ и массивов КТ методами оптической и оптоэлектрической спектроскопии и теоретическое обоснование результатов исследований.

В работе были поставлены следующие задачи:

- исследование одиночных InAs/GaAs КТ, особенностей формирования и спиновой динамики экситонных комплексов в одиночной КТ, а также зависимости этих процессов от приложенного электрического или магнитного поля;

- исследование фототока, фотолюминесценции и лазерной генерации ансамбля InAs/GaAs КТ. Описание совокупности экспериментальных данных на базе единой теоретической модели и определение фундаментальных характеристик InAs/GaAs КТ, таких как энергетическая структура и матричные элементы оптических переходов;

- теоретическое и экспериментальное изучение статистики, классической и квантовой динамики носителей заряда в ансамбле КТ. Разработка методов ii детального описания работы оптоэлектронных устройств на основе массива КТ с учетом особенностей систем с трехмерной локализацией носителей.

Для решения поставленных задач были выбраны следующие методы исследования: спектроскопия фототока и фотолюмесценции одиночных InAs/GaAs КТ, спектроскопия фототока, фотолюминесценции и лазерной генерации p-i-n лазерных диодных структур с КТ, исследование поглощения массива InAs/GaAs КТ, помещенных в лазерную диодную p-i-n структуру, с помощью pump-probe спектроскопии с пикосекундным временным разрешением, а также разработка теоретического подхода на основе метода детального баланса, с учетом особенностей реальных систем с КТ - конечного времени установления равновесия между локализованными и нелокализованными носителями заряда, сложной структуры энергетических уровней в КТ, неоднородного уширения уровней энергии в КТ и кулоновского взаимодействия носителей заряда.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые были проведены комплексные спектроскопические исследования, включая pump-probe спектроскопию, лазерной диодной p-i-n структуры, содержащей ансамбль InAs/GaAs КТ. Использование поляризованного света позволило впервые наблюдать формирование заряженных КТ при токовой инжекции в нелегированном образце. Впервые для лазерных структур с InAs/GaAs КТ были обнаружены и исследованы квантовые биения локализованных экситонов, эффект динамической «спиновой памяти», и продемонстрирована возможность управления «спиновой памятью» с помощью тока. Впервые реализовано электрическое управление поляризацией излучения одиночной InAs/GaAs КТ в структуре диода Шотки и детально изучены соответствующие физические механизмы.

Научная и практическая значимость предлагаемой диссертации состоит в формулировании и исследовании эффектов пространственно разделенного биполярно заряженного состояния (ПРБЗС) квантовых точек и в разработке метода «детальной статистики» для его описания. На основе предложенного метода были определены границы применимости общепринятого подхода для моделирования оптоэлектронных устройств и предложено количественное описание устройств, работающих за этими границами. Моделирование данных фотолюминесценции, фототока и лазерной генерации реальных лазерных диодов на основе единого теоретического подхода позволило вывести способы математического описания безизлучательных потерь в таких структурах, а также сформулировать методику их оптимизации.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Однократно положительно заряженный экситон Х+, в отличие от нейтрального экситона Х°, в изолированной КТ, благодаря подавлению обменного взаимодействия, демонстрирует «спиновую память» - после возбуждения электрона в КТ циркулярно-поляризованным светом, его спин сохраняется. Управление «спиновой памятью» в изолированной КТ возможно электрическим полем в структурах с барьером Шотки, а также внешним магнитным полем.

2. Оптический спектр массива InAs/GaAs квантовых точек излучающих вблизи 1.3 мкм, состоит из большого количества линий, которые группируются в 4 широких максимума видимых в спектрах поглощения и люминесценции. В качестве простого метода изучения оптических свойств массива КТ может быть использован фототок диодной p-i-n структуры.

3. «Спиновая память» массива InAs/GaAs квантовых точек, изученная методом время-разрешенной pump-probe спектроскопии, когда массив сохраняет поляризацию импульса накачки, может управляться с помощью внешнего тока, что является следствием частичного заполнения квантовых точек носителями заряда в результате их инжекции в активную область лазерной структуры.

4. Под действием постоянной биполярной инжекции в массиве КТ реализуется пространственно раздельное распределение носителей заряда, которое может быть описано в рамках разработанного метода «детальной статистики»; при этом электроны и дырки локализуются в пространственно разделенных КТ. Для нелинейных уравнений, описывающих динамику релаксации пространственно разделенного распределения, в ряде важных для практики случаев - однородный и сильно неоднородный ансамбли КТ - могут быть получены точные аналитические решения, общей особенностью которых является существенно неэкспоненциальный характер затухания.

5. Изменение квазиравновесной статистики носителей заряда в квантовых точках, за счет их кулоновского взаимодействия, приводит к уменьшению порогового тока полупроводниковых лазеров с квантовыми точками, при росте температуры. Для полного описания излучательной и безизлучательной компонент пороговой плотности тока в лазерах с квантовыми точками необходим учет детальной статистики носителей. Основные результаты диссертации опубликованы в 12 печатных работах [7-18]. Диссертация состоит из пяти глав, заключения и списка литературы. В первой главе представлено описание общих свойств квантовых точек, приведен обзор методов исследования КТ, а также рассмотрены различные типы оптоэлектронных устройств с квантовыми точками. Вторая глава посвящена спектроскопическому исследованию одиночной КТ - рассматривается серия экспериментов по спектроскопии фототока, фотолюминесценции (ФЛ) и магнитоспектроскопии одиночной КТ InAs/GaAs. В третьей главе приводятся результаты исследования p-i-n лазерных диодов в непрерывном режиме методом фототока и фотолюминесценции. Четвертая глава посвящена изучению ансамбля КТ методом время-разрешенной pump-probe спектроскопии, а также исследованию статистики носителей в лазерном диоде при низкой температуре. В пятой главе представлен метод «детальной статистики» носителей для описания свойств распределения электронов и дырок в ансамбле квантовых точек. Метод «детальной статистики» последовательно применяется к объяснению результатов pump-probe спектроскопии, изучению динамических свойств носителей заряда в массиве КТ и изучению статистики носителей заряда в лазерах на КТ. В заключении сформулированы основные результаты работы.

Выводы к гл. 5

5.1 Разработан метод «детальной статистики» для описания статистики и динамики однородного массива КТ.

5.2 На основе развитой теории получено количественное описание результатов pump-probe спектроскопии, в том числе, показан механизм формирования пространственно разделенного биполярно заряженного состояния (ПРБЗС) массива КТ - случайный захват носителей заряда в КТ.

5.3 В представлении детальной статистики описаны механизмы релаксации ПРБЗС, и получен ряд аналитических решений динамических уравнений, описывающих важные для практики случаи.

5.4 Рассмотрено влияние кулоновского взаимодействия локализованных носителей заряда в КТ на пороговый ток лазера - в случае равновесной статистики кулоновское взаимодействие приводит к уменьшению порогового тока с повышением температуры.

5.5 Проведены расчеты порогового тока лазера на КТ, учитывая совместное действие эффектов кулоновского взаимодействия, неоднородного уширения и неравновесной динамики носителей и показана относительная значимость этих факторов.

В заключении сформулированы основные результаты работы:

1. Выполнено исследование одиночной КТ InAs/GaAs, помещенной в структуру диода Шотки. Методами фототока и фотолюминесценции был исследован оптический спектр одиночной КТ и проведен анализ его зависимости от поляризации света, средней концентрации дырок в КТ, электрического и магнитного полей. Была исследована спиновая динамика электрона в составе Х° и Xf экситонов, локализованных в КТ, и продемонстрирован контроль спиновой памяти в Х+ экситоне с помощью электрического сигнала.

2. Были исследованы спектры фототока лазерных диодов в различных геометриях распространения света. В результате анализа спектров были получены данные об энергетической структуре носителей заряда в КТ и их оптических свойствах. На основании этих данных было проведен анализ и моделирование спектров фотолюминесценции в широком диапазоне температур и плотностей накачки реальных структур, с учетом механизмов безизлучательной рекомбинации.

3. Проведены исследования лазерных структур с КТ InAs/InGaAs/GaAs методом время-разрешенной pump-probe спектроскопии поляризованного света. В результате были обнаружены квантовые биения тонкой структуры экситона в КТ. Было показано, что при гелиевой температуре пропускание тока через структуру p-i-n диода приводит к зарядке большой доли КТ носителями обоих знаков, локализованных в пространственно разделенных КТ. Этот эффект приводит к спиновой памяти массива КТ, управляемой током.

4. Был развит метод «детальной статистики» в применении к массиву КТ, описывающая статистику и динамику носителей заряда. На основе развитой теории было получено количественное описание результатов pump-probe спектроскопии, в том числе, показан механизм формирования пространственно разделенного биполярно заряженного состояния (ПРБЗС) массива КТ - случайный захват носителей заряда в КТ. В представлении детальной статистики были описаны механизмы релаксации ПРБЗС, и получен ряд аналитических решений динамических уравнений, описывающих важные для практики случаи.

5. Метод «детальной статистики» был применен к описанию работы лазеров на КТ: показано влияние кулоновского взаимодействия на пороговый ток лазеров на КТ и на его температурную зависимость. Были проведены расчеты порогового тока лазера на КТ, с учетом эффектов кулоновского взаимодействия, неоднородного уширения и неравновесной динамики носителей; в результате определен эффект от совместного влияния этих факторов.

Автор благодарит своего научного руководителя проф. Рубена Павловича Сейсяна без которого данная работа была бы невозможной.

1. Ж. И. Алферов История и будущее полупроводниковых гетероструктур, Физика и Техника Полупроводников, 32(1), 3-18 (1998).

2. Н.Н. Леденцов, В.М. Устинов, В.А. Щукин, П.С. Копьев, Ж.И. Алферов, Д. Бимберг Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства, лазеры. Обзор, Физика и Техника Полупроводников, 32(4), 385-410 (1998)

3. T. Lundstrom, W. Schoenfeld, H. Lee, and P. M. Petroff Exciton Storage in Semiconductor Self-Assembled Quantum Dots, Science 286,2312-2314 (1999)

4. P. Michler, A. Kiraz, C. Becher, W.V. Schoenfeld, P.M. Petroff, L. Zhang, E. Hu and I. Imamoglu A Quantum Dot Single-Photon Turnstile Device, Science, 290, 2282-2285 (2000)

5. Miro Kroutvar, Yann Ducommun, Dominik Heiss, Max Bichler, Dieter Schuh, Gerhard Abstreiter, and Jonathan J. Finley Optically programmable electron spin memory using semiconductor quantum dots, Nature, 432(7013), 81-84 (2004)

6. Connie J. Chang-Hasnain, Pei-Cheng Ku, Jungho Kim, Shun-Lien Chuang Variable Optical Buffer Using Slow Light in Semiconductor Nanostructures, Proc. of the IEEE, 91 (11), 1884-1897 (2003)

7. А.В. Савельев, Р.П. Сейсян Фототок лазерных диодов на основе InAs квантовых точек, Тезисы Всероссийской конференции «День Науки» СПбГПУ, Санкт-Петербург, 2003.

8. Gladyshev A.G., Savelyev A.V., Kryzhanovskaya N.V., Blokhin S.A., VasiPev A.P., Semenova E.S., Zhukov A.E., Seisyan R.P., Maximov M.V., Ledentsov N.N., Ustinov V.M. Modeling of excitation dependences of the photoluminescence from

9. As quantum dots, Proceedings of International conference Nanostructures 2005: Physics and Technology, Saint-Petersburg, Russia.

10. A.B. Савельев, Р.П. Сейсян Отрицательная характеристическая температура в лазерах с квантовыми точками, Тезисы VII Российской конференции по физике полупроводников, Москва, 18-25 сентября 2005.

11. А. Ebbens, D. N. Krizhanovskii, A. I. Tartakovskii, F. Pulizzi, Т. Wright, A. V. Savelyev, M. S. Skolnick, M. Hopkinson, Optical orientation and control of spin memory in individual InGaAs quantum dots, Phys. Rev. B. 72, 073307 (2005).

12. H.H. Леденцов и др. Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства, лазеры. Обзор. // ФТП 32,4,385 (1998)

13. N.N. Ledentsov Quantum dot lasers: the birth and future trends // ФТП 33,9,1039 (1999)

14. D. Bimberg Quantum dots: paradigm changes in semiconductor physics // ФТП 33,9,1044(1999)

15. Levon V. Asryan, Robert A. Suris Theory of threshold characteristics of quantum dot lasers: effect of quantum dot parameter dispersion // Intern. Jour. Of High Speed El. and Systems 12,1,111 (2002)

16. Charles H. Bennett, David P. DiVincenzo Quantum information and computation //Nature 404,247 (2000)

17. Технология формирования квантовых точек

18. А. Ф. Цацульников и др. Механизмы распада твердого раствора InGaAlAs, стимулированного квантовыми точками InAs // ФТП 34,3,330 (2000)

19. Г. Э. Цырлин Самоорганизация квантовых точек в многослойных структурах InAs/GaAs и InGaAs/GaAs при субмонослойной эпитаксии // ФТП 33,6,733 (1999)

20. Чжао Чжень и др. Исследование влияния состава и условий отжига на оптичесик есвойства квантовых точек (In,Ga)As в матрице (Al,Ga)As // ФТП 33,1,91 (1999)

21. В. П. Евтихиев и др. Особенности роста квантовых точек InAs на вицинальной поверхности GaAs (001), разориентированной в направлении 010. // ФТП 32,7,860 (1998)

22. А. Ф. Цацульников и др. Формирование квантовых точек InAs в матрице GaAs при росте на разориентированных подложках // ФТП 32,1,95 (1998)

23. А. Е. Жуков и др. термическая стабильность массивов вертикально совмещенных квантовых точек InAs-GaAs // ФТП 31,1,104 (1997)

24. Wei Wu, Jian Gu, Haixiong Ge, Christopher Keimel, and Stephen Y. Chou Room-temperature Si single-electron memory fabricated by nanoimprint lithography, Appl. Phys. Lett. 83, 2268 (2003)

25. G. Yusal and H. Sakaki GaAs/n-AlGaAs field-effect transistor with embedded InAs quantum traps and its programmable threshold characteristics, Electronics Letters 32, 5, 491-493 (1996)

26. А. Ф. Цацульников и др. Модуляция потенциала квантовой ямы с помощью массива квантовых точек. // ФТП 31,1,109 (1997)

27. М.В. Максимов и др. Оптические свойства вертикально связанных квантовых точек InGaAs в матрице GaAs // ФТП 31,6,670 (1997)

28. А.Ф. Цацульников и др. Латеральное объеденение вертикально связанных точек // ФТП 31,7,851 (1997)

29. В.Г. Талалаев и др. Исследование структуры рекомбинационного излучения квантовых точек InAs, выращенных на вицинальных поверхностях GaAs // ФТП 34, 4,467 (2000)

30. Д.С. Сизов и др. Структурные и оптические свойства квантовых точек InAs в матрице AlGaAs // ФТП 37,5,578 (2003)

31. D.M. Bruls et al. Cracking self-assembled InAs quantum dots // Appl. Phys. A 72,205 (2001)

32. N. Stranski and Von L. Krastanow, Akad. Wiss. Lit. Mainz. Abh. Math. Naturwiss. K1 146, 797 (1939)

33. B. Lita et al. Interdiffusion and surface segregation in stacked self-assembled InAs/GaAs quantum dots //Appl. Phys. Lett. 75,18,2797 (1999)

34. М. Grundmann et al. Nature of optical transitions in self-organized InAs/GaAs quantum dots // Phys. Rev. В 53,16,10509 (1996)

35. К. H. Schmidt et al. Carrier relaxation and electronic structure in InAs self-assembled quantum dots // Phys. Rev. В 54,16,11346 (1996)

36. M.J. Steer et al. Electronic energy levels and energy relaxation mechanisms in self-organized InAs/GaAs quantum dots // Phys. Rev. В 54,24,17738 (1996)

37. I.E. Itskevich et al. Excited states and selection rules in self-assembled InAs/GaAs quantum dots // Phys. Rev. В 60,4,2185 (1999)

38. A.S. Bhatti et al. Optical spectroscopy of quasimonolayer InAs at the onset of quantum-dot nucleation // Phys. Rev. В 60,4,2592 (1999)

39. F. Guffarth et al. Strain engineering of self-organized InAs quantum dots // Phys. Rev. В 64,085305 (2001)

40. Y. Arakawa and H. Sakaki, Appl. Phys. Lett., 40, 939 (1982)

41. Электронная структура квантовых точек

42. В. И. Белявский, С.В. Шевцов Неоднородное уширение основного электронного уровня в массиве квантовых точек. // ФТТ136,7,874 (2002)

43. Г.Г. Зегря, О.И. Константинов, А.В. Матвеенцев Структура энергетических квантовых уровней в квантовой точке, имеющей форму сплюснутого тела вращения // ФТП 37,3,334 (2003)

44. C. Pryor et al. Comparison of two methods for describing the strain profiles in quantum dots // J. of Appl. Phys. 83,5,2548 (1998)

45. John H. Davies Elastic and piezoelectric fields around a buried quantum dot: A simple picture // J. of Appl. Phys. 84,3,1358 (1998)

46. M. Bayer et al. Hidden symmetries in the energy levels of excitonic 'artificial atoms'. // Nature 405,923 (2000)

47. M. Grundmann, O. Stier and D. Bimberg InAs/GaAs pyramidal quantum dots: Strain distribution, optical phonons and electronic structure // Phys. Rev. B 52,16,11969 (1995)

48. M.A. Cusack, P.R. Briddon and M. Jaros Electronic structure of InAs/GaAs self-assembled quantum dots // Phys. Rev. B 54,4,2300 (1996)

49. M.A. Cusack, P.R. Briddon and M. Jaros Absorption spectra and optical transitions in InAs/GaAs self-assembled quantum dots // Phys. Rev. B 56,7,40471997)

50. Susumu Noda, Tomoki Abe and Masatoshi Tamura Mode assignment of excited states in self-assembled InAs/GaAs quantum dots // Phys. Rev. B 58,11,71811998)

51. J.A.Barker and E.P. O'Reilly Theoretical analysis of electron-hole alignment in InAs-GaAs quantum dots // Phys. Rev. B 61,20,13840 (2000)

52. A.J. Williamson, L.W. Wang and Alex Zunger Theoretical interpretation of the experimental electronic structure of lens-shaped self-assembled InAs/Gas quantum dots // Phys. Rev. B 62,19,12963 (2000)

53. Alberto Franceschetti and Alex Zunger Pseudopotential calculations of electron and hole addition spectra of InAs, InP and Si quantum dots // Phys. Rev. B 62,4,2614(2000)

54. J. Shumway, A. Franceschetti and Alex Zunger Correlation versus mean-field contributions to excitons, multiexcitons, and charging energies in semiconductor quantum dots // Phys. Rev. B 63, 155316 (2001)

55. J. Shumway et al. Electronic structure consequences of In/Ga composition variations in self-assembled InGaAs/GaAs alloy quantum dots // Phys. Rev. B 64, 125302 (2001)

56. J.C. Lin and G.Y. Guo Current-spin density-functional theory of the electronic and magnetic properties of quantum dots and quantum rings // Phys. Rev. В 65, 035304 (2001)

57. P. Hawrylak et al. Excitonic Absorption in a Quantum Dot // Phys. Rev. Lett. 85,2,389 (2000)

58. Vasanelli, R. Ferreira and G. Bastard Continuous Absorption Background and Decoherence in Quantum Dots // Phys. Rev. Lett. 89,21,216804 (2002)

59. A.D. Andreev, J.R. Downes, D.A. Faux, E.P. O'Reilly // J. of Appl. Phys., 84, 1, 297-305 (1999)

60. A.D. Andreev, R.A. Suris // Semiconductors, 30,3 285-292 (1996)

61. D. Andreev and E. P. O'Reilly // Phys.Rev. В 62,15851-15870, (2000)

62. R. Outlon, J.J. Finley, A.I. Tartakovskii, D.J. Mowbray, M.S. Skolnick, M. Hopkinson, A. Vasanelli, R. Ferreira, G. Bastard., Phys. Rev. B, 68, 235301 (2003).

63. R. Heitz, O. Stier, I. Mukhametzhanov, A. Madhukar, D. Bimberg. Phys. Rev. В 62, 11017 (2000). Catalano, P. Crozier. Phys. Rev. B, 64, 125302 (2001).1. Методы спектроскопии KT

64. M.M. Соболев и др. Емкостная спектроскопия глубоких состояний в InAs/GaAs гетероструктурах с квантовыми точками. // ФТП 33,2,184 (1999)

65. В.А. Кульбачинский и др. Особенности фотолюминесценции и транспортных свойств многослойных InAs/GaAs структур с квантовыми точками // ФТП 33,3,316(1999)

66. И.А. Карпович и др. Фотоэлектрическая спектроскопия гетероструктур с квантовыми точками InAs/GaAs в системе полупроводник/электролит // ФТП 35,5,564 (2001)

67. M.S. Skolnick et al. Electronic structure of InAs-GaAs self-assembled quantum dots studied by perturbation spectroscopy // Physica E 6, 348-357 (2000)

68. K.H. Schmidt et al. Carrier relaxation and electronic structure in InAs self-assembled quantum dots // Phys. Rev. B 54,16,11346-11353 (1996)

69. M.J. Steer et al. Electronic energy levels and energy relaxation mechanisms in self-organized InAs/GaAs quantum dots //Phys. Rev. B 54,24,17738-17744 (1996)

70. R. Heitz et al. Excited states and energy relaxation in stacked InAs/GaAs quantum dots // Phys. Rev. B 57,15,9050-9060 (1998)

71. K.H. Schmidt, G. Medeiros-Ribeiro, P.M. Petroff Photoluminescence of charged InAs self-assembled quantum dots // Phys. Rev. B 58,7,3597-3600 (1998)

72. T.M. Hsu et al. Elecron-filling modulation reflectance in charged self-assmbled InGaAs quantum dots // Phys. Rev. B 60,4,2189-2192 (1999)

73. R. Heitz et al. Quantum size effect in self-organized InAs/GaAs quantum dots // Phys. Rev. B 62,16,11017-11028 (2000)

74. Patane et al. Carrier thermalization within a disordered ensemble of self-assembled quantum dots // Phys. Rev. B 62,16,11084-11088 (2000)

75. W.-H. Chang .-H. Chang, T.M. Hsu, C.C. Huang, S.L. Hsu, C.Y.Lai, N.T. Yeh, T.E. Nee, J.-I. Chyi Electron distribution and level occupation in an ensemble of InGaAs/GaAs self-assembled quantum dots // Phys. Rev. B 62,19,13040 (2000)

76. R.J. Warburton et al. Charged exciton in Self-Assembled Semiconductor Quantum Dots // Phys. Rev. Lett. 79,26,5282-5285 (1997)

77. I.E. Itskevich et al. Excited states and selection rules in self-assembled InAs/GaAs quantum dots // Phys. Rev. B 60, 4,2185-2188

78. Спектроскопия фототока квантовых точек

79. Ch. Lienau, A. Richter, J.W. Tomm Near-field photocurrent spectroscopy: A novel technique for studying defects and aging in high-power semiconductors // Appl. Phys. A 64,341-351 (1997)

80. A.F.G. Monte et al. Non-linear effects on the power dependent photocurrent of self-assembled InAs/GaAs quantum dots // Microelectronic Journal 34, 667-669 (2003)

81. P.W.Fry et al. Photocurrent spectroscopy of InAs/GaAs self-assembled quantum dots: observation of a permanent dipole moment // Physica E 7, 408-412 (2000)

82. P.W. Fry et al. Electronic properties of InAs/GaAs self-assembled quantum dots studied by photocurrent spectroscopy // Physica E 9, 106-113 (2001)

83. G. Kieblich et al. Nonlinear charging effect of quantum dots in a p-i-n diode // Phys. Rev. В 68, 125331 (2003)

84. P.W. Fry et al. Inverted Electron-Hole Alignment in InAs-GaAs Self Assembled Quantum Dots // Phys. Rev. Lett. 84,4, 733-736

85. Passaseo, M. De Vittorio, M. T. Todaro, I. Tarantini, M. De Giorgi, R. Cingolani, A. Taurino, M. Catalano, A. Fiore, A.Markus, J.X.Chen, C. Paranthoen, U. Oesterle, M. Ilegems. Appl. Phys. Lett., 82, 3632 (2003).

86. P.W. Fry, L. Harris, S.R. Parnell, J.J. Finley, A.D. Ashmore, D.J. Mowbray, M.S. Skolnick, M. Hopkins, G. Hill, J.C. Clark. J. Appl. Phys. 87, 615 (2000).

87. Лазеры на основе InAs/GaAs квантовых точек

88. М.В. Максимов и др. Инжекционный гетеролазер на квантовых точках со сверхвысокой температурной стабильностью порогового тока до 50° С. // ФТП 31, 2, 162-165(1997)

89. C.B. Зайцев и др. Лазеры на квантовых точках: основные компоненты пороговой плотности тока // ФТП 31, 9, 1106-1108 (1997)

90. А.Р.Ковш и др. Влияние поверхностной концентрации квантовых точек в активной области на характеристики инжекционных лазеров // ФТП 32, 9, 1114-1118(1998)

91. А.Р. Ковш и др. Лазерная генерация с длиной волны излучения в районе 1.3 мкм в структурах на основе квантовых точек InAs // ФТП 33, 8, 1020-1023 (1999)

92. А.Е. Жуков и др. Характеристики усиления инжекционных лазеров на квантовых точках // ФТП 33, 9, 1111-1114 (1999)

93. Н.Ю. Гордеев и др. Особенности электролюминесценции инжекционных лазеров на основе вертикально-связанных квантовых точек вблизи порога лазерной генерации // ФТП 37, 1, 114-116 (2003)

94. А.Е. Жуков и др. Лазерная генерация на длине волны 1.5 мкм в структурах с квантовыми точками на подложках GaAs // ФТП 37, 12, 14611464 (2003)

95. М.В. Максимов и др. Мощные лазеры на квантовых точках InAs-InGaAs спектрального диапазона 1.5 мкм, выращенные на подложках GaAs // ФТП 38, 6, 763-766 (2004)

96. M.V. Maximov et al. Gain and Threshold Characteristics of Long Wavelength Lasers Based on InAs/GaAs Quantum Dots Formed by Activated Alloy Phase Separation // IEEE J. of Quan. Electr. 37, 5, 676-683 (2001)

97. D.J.Mowbray et al. InAs-GaAs self-assembled quantum dot lasers: physical processes and device characteristics // Physica E 7,489-493 (2000)

98. G.T. Liu, A. Stintz, H. Li, K.J. Malloy, L.F. Fester. Electron. Lett., 35, 1163 (1999). O.B. Shchekin, G. Park, D.L. Huffaker, D.G. Deppe. Appl. Phys. Lett., 77, 466 (2000).

99. М.В. Максимов, Ю.М. Шерняков, Н.В. Крыжановская, А.Г. Гладышев, Ю.Г. Мусихин, Н.Н. Леденцов, А.Е. Жуков, А.П. Васильев, А.Р. Ковш, С.С.

100. Михрин, Е.С. Семенова, Н.А. Малеев, Е.В. Никитина, В.М. Устинов, Ж.И. Алферов. ФТП 38,763 (2004).

101. М. V. Maximov, N. N. Ledentsov, Quantum Dot Lasers. In Dekker Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, James A. Schwarz, Cristian I. Contescu, and Karol Putyera, Eds.; Marcel Dekker, Inc.: New York, 2004; pp 3109-3126 and references wherein.

102. Теория лазеров на основе квантовых точек

103. А.Е. Жуков, А.Р. Ковш, В.М. Устинов Температурная зависимость усиления лазеров на основе массивов квантовых точек с неоднородно уширеной плотностью состояний // ФТП 33, 11, 1395-1400 (1999)

104. А.Р. Ковш и др. Особенности усиления в инжекционных лазерах на основе самоорганизующихся квантовых точек// ФТП 33,2,215-223 (1999)

105. А.Е. Жуков и др. Эффективность преобразования лазерных диодов на основе квантовых точек // ФТП 34, 5, 628-632 (2000)

106. JI.B. Асрян, Р.А. Сурис Фотовозбуждение носителей с уровней в квантовых точках в состояние континуума в процессе лазерной генерации // ФТП 35, 3,357-360 (2001)

107. Levon V. Asryan, Serge Luryi, Robert A. Suris Intrinsic nonlinearity of the light-current characteristic of semiconductor lasers with a quantum-confined active region//Appl. Phys. Lett. 81,12,2154-2156 (2002)

108. Levon V. Asryan et al. Effect of Excited-State Transitions on the Threshold Characteristics of a Quantum Dot Laser // IEEE J. of Quant. El. 37, 3, 418-425 (2001)

109. Levon V. Asryan, Serge Luiyi and Robert A. Suris Internal Efficiency of Semiconductor Lasers With a Quantum-Confined Active Region // IEEE J. of Quant. El. 39,3,404-418 (2003)

110. L.V. Asryan and R.A. Suris Temperature Dependence of the Threshold Current Density of a Quantum Dot Laser // IEEE J. of Quant. El. 34, 5, 841-850 (1998)

111. L.V. Asryan and R.A. Suris Charge Neutrality Violationin Quantum-Dot Lasers // IEEE J. of Selected Topics in Quant. El. 3,2, 148-157 (1997)

112. H. Jiang and J. Singh Nonequilibrium distribution in quantum dots lasers and influence on laser spectral output // J. of Appl. Phys. 85, 10, 7438-7442 (1999)

113. Edeltraud Gehrig and Ortwin Hess Mesoscopic spatiotemporal theory for quantum-dot lasers // Phys. Rev. A 65, 033804 (2002)

114. M. Grundmann and D. Bimberg Theory of random population for quantum dots //Phys. Rev. В 55, 15, 9740-9745 (1997)

115. L.V. Asryan and R.A. Suris Inhomogeneous line broadening and the threshold current density of a semiconductor quantum dot laser // Semicond. Sci. and Technolog. 11, 554-567 (1996); Л.В. Асрян, P.A. Сурис. ФТП, 38,3 (2004).

116. Спектроскопия с временным разрешением.

117. A.F.G. Monte et al. Time-resolved measurements and spatial photoluminescence distribution in InAs/AlGaAs quantum dots // Microelectr. J. 34, 747-749 (2003)

118. Z.L. Yuan et al. Many-body effects in carrier capture and energy relaxation in self-organized InAs/GaAs quantum dots // Physica В 272, 12-14 (1999)

119. J.W. Tomm et al. Transient luminescence of dense InAs/GaAs quantum dot arrays // Phys. Rev. В 67, 045326 (2003)

120. R. Heitz et al. Energy relaxation by multiphonon processes in InAs/GaAs quantum dots // Phys. Rev. В 56, 16,10435-10445 (1997)

121. Charles Santori et al. Time-resolved spectroscopy of multiexcitonic decay in an InAs quantum dot // Phys. Rev. В 65, 073310 (2002)

122. Динамика носителей в квантовых точках

123. C.M.A. Kapteyn, M. Lion, R. Heitz, D. Bimberg, P.N. Brunkov, B.V. Volovik, S.G. Konnikov, A.R. Kovsh, V.M. Ustinov. Appl. Phys. Lett. 76, 1573 (2000).

124. С. M. A. Kapteyn et al., Electron escape from InAs quantum dots // Phys. Rev. В 60,20,14265 (1999);

125. L. Ya. Karachinsky et al., Time-resolved photoluminescence measurements of InAs self-assembled quantum dots grown on misorientated substrates // Apll. Phys. Lett. 84, 1, 7 (2004)

126. И. И. Новиков и др., Температурная зависимость эффективного коэффициента Оже-рекомбинации в InAs/GaAs лазерах на квантовых точках с длиной волны излучения 1,3мкм // ФТП, 39, 507 (2005).

127. A.S. Lenihan, M.V. Gurudev Dutt, D.G. Steel, S. Chosh, P.K. Bhattacharya, Phys. Rev. Lett. 88, 223601 (2002).

128. M. Grundmann and D. Bimberg, Phys. Rev. B, 55, 9740 (1997).

129. Lemaitre, A. D. Ashmore, J. J. Finley, D. J. Mowbray, and M. S. Skolnick, M. Hopkinson Enhanced phonon-assisted absorption in single InAs/GaAs quantum dots, Phys. Rev. В 63, 161309 (2001)

130. L. Ya. Karachinsky, S. Pellegrini, G.S. Buller, A.S. Shkolnik, N. Yu. Gordeev, V.P. Evtikhiev, V.B. Novikov, Appl. Phys. Lett. 84, 7 (2004)

131. Свойства носителей заряда в гетероструктурах

132. А.В. Кавокин, С.И. Кохановский, А.И. Несвижский, М.Э. Сасин, Р.П. Сейсян, В.М. Устинов, А.Ю. Егоров, А.Е. Жуков, С.В. Гупалов. ФТП 31, 1109 (1997). Kh. Moumanis, R.P. Seisyan, S.I. Kokhanovskii, M.E. Sasin. Thin Solid Films, 364, 249 (2000).

133. Приборы на основе квантовых точек

134. Е. Biolatti, R. С. Iotti, P. Zanardi, Fausto Rossil Quantum Information Processing with Semiconductor Macroatoms, Phys. Rev. Lett. 85, 5647 (2000).

135. S. Cortez, O. Krebs, S. Laurent, M. Senes, X. Marie, P. Voisin, R. Ferreira, G. Bastard, J.-M. Gerard, T. Amand Optically Driven Spin Memory in n-Doped InAs-GaAs Quantum Dots, Phys. Rev. Lett., 89, 207401 (2002).

136. Imamoglu, D. D. Awschalom, G. Burkard, D. P. DiVincenzo, D. Loss, M. Sherwin, and A. Small Quantum Information Processing Using Quantum Dot Spins and Cavity QED, Phys. Rev. Lett. 83,4204-4207 (1999)

137. Pochung Chen, C. Piermarocchi, L. J. Sham, D. Gammon and D. G. Steel Theory of quantum optical control of a single spin in a quantum dot, Phys. Rev. В 69, 075320 (2004)

138. Спиновые состояния в квантовых точках

139. G. Medeiros-Ribeiro et al. Spin splitting of the electron ground states of InAs quantum dots. //Appl. Phys. Lett. 80, 22, 4229-4331 (2002)

140. T. Takagahara Theory of exciton doublet structures and polarization relaxation in single quantum dots // Phys. Rev. В 62,24, 16840-16855 (2000)

141. M. Bayer et al. Fine structure of neutral and charged excitons in self-assmebled In(Ga)As/(Al)GaAs quantum dots // Phys. Rev. В 65, 195315 (2002)

142. Gabriel Bester, Selvakumar Nair and Alex Zunger Pseudopotential calculation of the excitonic fine structure of million-atom self-assembled InGaAs/GaAs quantum dots // Phys. Rev. В 67, 161306 (2003)

143. J.J. Finley, D.J. Mowbray, M.S.Skolnick, A.D. Ashmore, C. Baker, A.F.G. Monte, M. Hopkinson, Fine structure of charged and neutral excitons in InAsAlGaAs quantum dots // Phys. Rev. В 66, 15, 155316 (2002)