spektroskopia062

124

Pasmo

przewodnictwa

EgIGaAs) Eg(AlGaAs)

Pasmo walencyjne

Rys. 77. Struktura pasmowa układu: cienka warstwa GaAs między Al_xGa] -^As

(x: 0,2-0,3)

Ciężki* dziury    Lekkie dziury

Rys. 78. Stany elektronowe i dziurowe w studni kwantowej, funkcje falowe tych stanów. (CB — pasmo przewodnictwa, VB — pasmo walencyjne) oraz przejścia

elektronowe w studni

gdzie: n numeruje stany, a L_z jest to wymiar kryształu w kierunku z,

h«L_x,L_y.

Schemat możliwych przejść w takiej studni kwantowej ilustruje rys. 78. Schematyczne widmo współczynnika absorpcji dla litego

półprzewodnika typu GaAs oraz struktury dwuwymiarowej (studnia kwantowa) bez uwzględnienia oraz z uwzględnieniem ekscytonów oraz funkcję gęstości stanów dla obu przypadków prezentuje rys. 79. Zmierzone w temperaturze 2 K widmo współczynnika absorpcji dla studni kwantowych z GaAs o różnych grubościach warstwy GaAs przedstawiono na rys. 80.

Energia -

Rys. 79. Gęstość stanów w litym GaAs — linia przerywana (przypadek trójwymiarowy) i w strukturze dwuwymiarowej — linia ciągła (a). Schematyczne widmo absorpcji dla przypadku dwuwymiarowego z uwzględnieniem ekscytonów — ostre maksima oraz z ich pominięciem (b). Dla porównania pokazano schematyczne widmo absorpcji

dla litego GaAs (c)

Widać na nim przejścia przewidziane przez reguły wyboru między różnymi poziomami dziur i elektronów.

Pomiary fotoluminescencji dostarczają informacji o procesie rekombinacji między podstawowymi stanami studni kwantowej. Rysunek 81 przedstawia widmo fotoluminescencji, zmierzone w temperaturze 2 K, zespołu studni kwantowych Ga_{0 47}In_{0 53}As/InP o różnych szeroko-