Представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований, направленных на создание высокоэффективных источников спин-поляризованных электронов на базе гетероэпитаксиальных, упруго-деформированных пленок четверного твердого раствора InGaAsP, выращенных методом жидкофазной эпитаксии на подложках GaAs. Синтезированы пленки InGaAsP толщиной 0.1--0.2 мкм, имеющие ширину запрещенной зоны в диапазоне1.4--1.9 эВ и упругую деформацию до1%, что обеспечило расщепление потолка валентной зоны на40--60 мэВ и степень спиновой поляризацииP фотоэмиттированных электронов до80% с высоким квантовым выходом фотоэмиссииY после активирования до состояния отрицательного электронного сродства путем адсорбции цезия и кислорода. Достигнуты рекордные значения эффективного параметра качестваP2Y.

Впервые сообщается о получении методом молекулярно-пучковой эпитаксии нового типа гетероструктур GaAs/GaSb, содержащих ультратонкие (0.8-3монослоя) слои GaAs вGaSb, и исследовании их методами рентгеновской дифрактометрии, просвечивающей электронной микроскопии и фотолюминесценции. Втаких структурах, в отличие от изученных к настоящему времени структур с самоорганизующимися квантовыми точками, слой GaAs в GaSb находится под воздействием растягивающих упругих напряжений (рассогласование решеток 7%). Вструктурах GaAs/GaSb обнаружена интенсивная фотолюминесценция в области волн вблизи 2 мкм при низких температурах. Показано образование квантово-размерных островков при номинальной толщине слоя GaAs 1.5монослоя и более. Установлено, что предложенные структуры имеют зонную диаграмму типаII.

Вреальном времени методом спектральной эллипсометрии исследовался рост островков Ge на двух типах поверхности Si (100) и (111). Обнаружено, что оба случая соответствуют росту Станского--Крастанова, т. е. вначале образуется смачивающий слой из Ge и лишь затем на поверхности этого слоя растут островки новой фазы. Однако на поверхности (100) зарождение островков сопровождается существенным уменьшением толщины смачивающего слоя, тогда как на (111) островки зарождаются и растут на смачивающем слое постоянной толщины. Так как на поверхности (100) атомы Ge переходят из смачивающего слоя в островки, существенно уменьшая при этом упругую энергию системы (но увеличивая поверхностную энергию), делается вывод о том, что в данном случае именно упругая энергия является основной движущей силой процесса зарождения островков. Развиты термодинамическая и кинетическая теория процесса зарождения островков из смачивающего слоя под действием упругой энергии. Введено новое понятие--- перенапряжение--- по аналогии с пересыщением и переохлаждением. Описана временная эволюция толщины смачивающего слоя, скорости зародышеобразования и поверхностной концентрации островков новой фазы. Проведено сопоставление теоретических результатов с экспериментальными данными, полученными эллипсометрическим моделированием, и показано их хорошее соответствие друг другу.

Изучались экситонные поляритоны в квантовых ямах ZnSe/ZnSxSe1-x, ширина которых превосходит боровский радиус экситона. Из оптических спектров отражения и пропускания, измеренных при температуре2 K, путем исключения модулирующего влияния интерференции Фабри--Перо получены спектры оптической плотности с несколькими экситонными пиками поглощения. Применительно к экситон-поляритонному переносу в изучаемых структурах развит метод матриц переноса, учитывающий наличие в квантовой яме двух близких по частоте экситонных резонансов, обладающих пространственной дисперсией. Вкачестве таких резонансов рассматривались экситоны тяжелой и легкой дырок, подзоны которых расщеплены вследствие деформации, возникающей из-за рассогласования постоянных кристаллической решетки составляющих полупроводников. Показано, что две серии пиков в спектрах поглощения принадлежат уровням размерного квантования тяжелого и легкого экситонов в широкой квантовой яме. Путем подгонки теоретических спектров под экспериментальные найдены эффективные экситонные параметры.

Псевдоморфные гетероструктуры Si0.76Ge0.24 / Si, изготовленные методом молекулярно-лучевой эпитаксии, облучали ионами Ge+ с энергией 350 кэВ при температуре 400oC таким образом, чтобы пик энергетических потерь ионов находился в кремниевой подложке, ниже границы раздела SiGe / Si. Изучалось влияние ионной имплантации на релаксацию упругих напряжений и дефектную структуру, образующуюся в результате постимплантационных отжигов. Обнаружено, что отжиг уже при температуре 600oC позволяет получить очень выскокую степень релаксации упругих напряжений в гетероструктуре при низкой плотности прорастающих дислокаций в слое SiGe (

Из спектров фотоотражения напряженной короткопериодной сверхрешетки GaAs/GaAs0.6P0.4 определены энергии межзонных переходов с участием подзон размерного квантования. По наблюдаемому сдвигу энергии фундаментального перехода GaAs0.6P0.4 проведен расчет механических деформаций, обусловленных рассогласованием кристаллических решеток слоевGaAs иGaAs0.6P0.4. Врамках модели Кронига-Пенни проведено моделирование положения минизон сверхрешетки в зависимости от величины скачка потенциала на гетерогранице. Сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными показало, что исследованная сверхрешетка относится к контрвариантному типу со слабо локализованными электронами и легкими дырками, при этом величина скачка потенциала на гетерогранице в зоне проводимости составилаDelta Ec/Delta Eg=0.15.

Для изучения процесса селективного оксидирования слоев Al0.97Ga0.03As применена спектроскопия комбинационного рассеяния света. Определены механические напряжения, возникающие в структурах GaAs/(AlGa)xOy при различных режимах процесса селективного оксидирования. Проанализированы эффекты локального нагрева образцов лазерным излучением при измерениях комбинационного рассеяния света, \glqq задубливания\grqq фоторезиста при оксидировании и \glqq переоксидирования\grqq. Проведена оптимизация аппаратуры и методики селективного оксидирования, позволившая реализовать матрицы вертикально излучающих лазеров с активной областью на основе двух квантовых ям InGaAs с верхним оксидированным и нижним полупроводниковым распределенными брэгговскими отражателями.

Исследовано влияние предосаждения напряженных слоев Si1-xGex (x=<20%) на фотолюминесценцию самоформирующихся островков Ge(Si)/Si (001). Обнаружено смещение пика фотолюминесценции от куполообразных островков в сторону меньших энергий по сравнению с пиком фотолюминесценции от пирамидальных островков, которое связывается со значительно большей высотой куполов по сравнению с пирамидами. Выявлено, что с увеличением содержания Ge в слое Si1-xGex более10% в широкой полосе фотолюминесценции от островков появляются два отдельных пика, которые связываются с бесфононным и фононным оптическими переходами в островках. Их появление вызвано изменением типа TO-фотона, участвующего в оптической рекомбинации, с TOGe-Ge-фонона на более коротковолновый TOSi-Ge-фонон. PACS: 78.67.Hc, 78.55.Hx, 81.07.Ta

Методом электроотражения исследованы электронные переходыE0, E0+Delta0 в гомоэпитаксиальных пленках n-GaP (111) с концентрацией электронов 5.7·1023 м-3 до и после облучения gamma-квантами 60Co в интервале доз 105-106 рад при комнатной температуре с использованием электролитической методики. Наблюдалось расщепление низкоэнергетического экстремума после облучения. Уменьшение внутренних механических напряжений в пленке под действием gamma-облучения оценивалось по изменению энергии электронного перехода и столкновительного параметра уширения. Оценено также увеличение времени энергетической релаксации носителей заряда после облучения. PACS:61.80.Ed, 71.70.Ej, 78.20.Jq, 81.40.Wx

Представлены результаты исследований фотолюминесценции структур с Ge(Si)-самоформирующимися островками, встроенными в напряженный Si-слой. Структуры были выращены на гладких релаксированных Si1-xGex/Si(001) (x=20-30%) буферных слоях. Обнаруженный в спектрах фотолюминесценции исследованных структур пик фотолюминесценции связывается с непрямым в реальном пространстве оптическим переходом между дырками, локализованными в Ge(Si)-островках, и электронами, локализованными в напряженных Si-поляx над и под островком. Продемонстрирована возможность эффективного управления положением пика фотолюминесценции от данного типа структур путем изменения толщин напряженных Si-слоев. Обнаружено, что при 77 K интенсивность сигнала фотолюминесценции от гетероструктур с Ge(Si)-cамоформирующимися островками, заключенными между напряженными Si-слоями, на порядок превосходит интенсивность сигнала фотолюминесценции от структур Ge(Si) c островками, сформированными на Si(001)-подложках. PACS: 81.07.Ta, 78.55.--m, 78.67.Hc, 71.20.Nr, 68.37.Ps, 81.15.Hi