Обнаружено расщепление линий оптических переходов экситонных состояний на два пика в системе Ge/Si с квантовыми точками при наложении электрического поля. При увеличении напряженности поля один из пиков смещается в область больших энергий оптических переходов (синее смещение), другой --- в область меньших энергий (красное смещение). Результаты объясняются на основе представления об образовании диполей электрон-дырка двух типов, различающихся направлением дипольного момента и возникающих за счет локализации одного электрона в области вершины Ge пирамиды, а другого электрона --- под основанием пирамиды. На основе метода сильной связи определены главные значения g-фактора дырочных состояний в квантовых точках Ge/Si. Показано, что g-фактор является сильно анизотропным, анизотропия ослабевает при уменьшении размера квантовых точек. Физические основы зависимости g-фактора от размеров квантовой точки заключаются в изменении вкладов в полную волновую функцию состояний с различными проекциями угловых моментов при вариации размеров. Расчеты показывают, что с уменьшением размера квантовых точек уменьшается вклад состояний тяжелых дырок с проекцией углового момента ± 3/2 и возрастает вклад состояний легких дырок и состояний спин-отщепленной зоны с проекцией углового момента ± 1/2. Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты N 02-02-16020, 03-02-16526), программы \glqq Университеты России\grqq (грант N УР.01.01.019) и INTAS (грант N 2001-0615).
Двуреченский А.В., Якимов А.И., Ненашев А.В., Зиновьева А.Ф. Квантовые точкиGe/Si вовнешних электрическом имагнитном полях // ФТТ, 2004, том 46, выпуск 1, Стр. 60

Исследованы оптические и структурные свойства многослойных Si/Ge структур с докритическими, а также близкими к критическим включениями германия в кремниевую матрицу, при которых происходит переход от двумерного к островковому росту. Показана возможность получения интенсивной фотолюминесценции при комнатной температуре в обоих случаях при оптимально подобранных ростовых параметрах. Предлагаемые подходы создания активной области являются перспективными для оптоэлектронных применений на основе кремния. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке научными программами Минпромнауки и технологии РФ. Один из авторов (Г.Э.Ц.) выражает признательность Alexander von Humboldt Stiftung.
Егоров В.А., Цырлин Г.Э., Тонких А.А., Талалаев В.Г., Макаров А.Г., Леденцов Н.Н., Устинов В.М., Zakharov N.D., Werner P. Si/Ge наноструктуры для применений воптоэлектронике // ФТТ, 2004, том 46, выпуск 1, Стр. 53

Сообщается об исследовании спектральных зависимостей термостимулированной люминесценции (TSL) и температурных зависимостей туннельной люминесценции (TL) сильнооксидированных образцов пористого кремния. На основании установленных особенностей спектральных зависимостей TSL и немонотонности температурной зависимости беккерелевского коэффициента затухания TL обсуждаются два новых механизма локализации носителей заряда, генетически связанные со свойственными таким объектам неоднородностями структуры: наличием внешних оксидных оболочек SiOx (0
Блонский И.В., Вахнин А.Ю., Кадан В.Н., Кадащук А.К. Новые механизмы локализации носителей заряда внано-Si // ФТТ, 2004, том 46, выпуск 1, Стр. 49

Исследованы параметры кремниевых светодиодов, полученных ионной имплантацией бора в n-Si и последующим отжигом при температурах 700--1200oC. Максимальная внутренняя квантовая эффективность электролюминесценции (ЭЛ) в области зона-зонных переходов при комнатной температуре оценена на уровне 0.4% и достигнута при температуре отжига 1100oC. Эта величина изменялась не более чем в 2 раза в области рабочих температур 80--500 K. При различных токах исследованы кинетики нарастания и спада ЭЛ. Интенсивность ЭЛ после начального нелинейного участка изменялась линейно с ростом тока. Показано, что для объяснения этого результата, по-видимому, потребуется пересмотр некоторых современных физических представлений, описывающих рекомбинацию носителей заряда в кремниевых диодах. Работа выполнена при поддержке INTAS (грант N 2001-0194), Российского фонда фундаментальных исследований (грант N 02-02-16374) и отделением физических наук РАН в рамках научной программы \glqq Новые материалы и структуры\grqq.
Емельянов А.М., Соболев Н.А., Шек Е.И. Кремниевые светодиоды, излучающие вобласти зона-зонных переходов: влияние температуры ивеличины тока // ФТТ, 2004, том 46, выпуск 1, Стр. 44

Одним из двух вариантов реализации двумерных фотонных кристаллов в кремнии являются упорядоченные структуры макропор в кремниевой подложке. Характерные размеры пор --- диаметр и толщина стенок между порами --- определяют диапазон длин волн, в котором такая структура проявляет свойства фотонного кристалла. Для ближнего ИК диапазона эти размеры приближаются к одному микрону и даже уходят в субмикронную область. В настоящей работе попытка формирования упорядоченной структуры макропор с такими размерами предпринята с использованием остросфокусированных ионных пучков для стимулирующего воздействия имплантированных ионов на процесс зарождения пор в заданных местах поверхности кремниевой подложки. Показано, что уже при малых дозах ионной имплантации (2x 1013 ion/cm2) происходит зарождение пор в местах ионного облучения. Предложена модель, описывающая ориентирующее влияние ионного облучения на зарождение пор.
Вяткин А.Ф., Гаврилин Е.Ю., Горбатов Ю.Б., Старков В.В., Сироткин В.В. Формирование двумерных структур фотонных кристаллов вкремнии для ближнего ИК диапазона сиспользованием остросфокусированных ионных пучков // ФТТ, 2004, том 46, выпуск 1, Стр. 35

Экспериментально и теоретически изучается температурная зависимость спектра фотолюминесценции и рассчитывается время электронно-дырочной излучательной рекомбинации в кремниевых квантовых точках. Обсуждается зависимость времени рекомбинации от размера квантовой точки. Экспериментально показано, что интенсивность фотолюминесценции уменьшается примерно на 60% с ростом температуры от 77 до 293 K. Теоретические расчеты показывают слабую зависимость характерного времени рекомбинации от температуры, поэтому уменьшение интенсивности фотолюминесценции связывается в основном с безызлучательными переходами. Также показано, что излучение с участием фононов идет гораздо более эффективно, чем в их отсутствии. При этом зависимость времени рекомбинации от размера квантовой точки изменяется с R8 (для бесфононного перехода) на R3. Работа поддержана программой \glqq Университеты России\grqq (грант N УР.01.01.057).
Беляков В.А., Бурдов В.А., Гапонова Д.М., Михайлов А.Н., Тетельбаум Д.И., Трушин С.А. Излучательная электронно-дырочная рекомбинация вкремниевых квантовых точках сучастием фононов // ФТТ, 2004, том 46, выпуск 1, Стр. 31

Измерены спектры фотолюминесценции (ФЛ) образцов кремния, имплантированных ионами железа 56Fe+ с энергией 170 keV и дозами 1· 1016, (2-4)· 1017 cm-2 и отожженных при температурах 800, 900 и 1000oC. На каждом этапе обработки образцов выполнены структурные исследования методом просвечивающей электронной микроскопии. Обнаружена четкая закономерность в образовании фаз и морфологии кристаллических образований дисилицида железа в зависимости от дозы ионов железа и температуры отжига. Сопоставление данных для зависимостей интенсивности ФЛ и ее спектрального распределения от температуры измерения, температуры отжига и морфологии фазы FeSi2 позволило сделать заключение о дислокационной природе ФЛ. Работа выполнена при частичной поддержке ИНТАС (грант N 2001-0194).
Штейнман Э.А., Вдовин В.И., Изотов А.Н., Пархоменко Ю.Н., Борун А.Ф. Фотолюминесценция иструктурные дефекты слоев кремния, имплантированных ионами железа // ФТТ, 2004, том 46, выпуск 1, Стр. 26

Краевая электролюминесценция (ЭЛ) кремния наблюдалась на гетероструктуре аморфный кремний--кристаллический кремний (a-Si : H(n)/c-Si(p)) в температурной области от 77 до 300 K. Внутренний квантовый выход ЭЛ при комнатной температуре для исследованной структуры составил около 0.1%. Теоретический анализ эмиссионных свойств гетероперехода a-Si : H(n)/c-Si(p), основанный на модели резкого планарного p-n-перехода, показал, что при оптимальном легировании внутренний квантовый выход ЭЛ может достигать нескольких процентов при частоте модуляции около 50 kHz. Работа выполнена при поддержке грантов Российского фонда фундаментальных исследований, Нидерландской организации научных исследований (NWO), Министерства науки и технологий Российской Федерации и программы \glqq Новые материалы и структуры\grqq отделения физических наук РАН.
Бреслер М.С., Гусев О.Б., Теруков Е.И., Froitzheim A., Fuhs W. Краевая электролюминесценция кремния: гетероструктура аморфный кремний--кристаллический кремний // ФТТ, 2004, том 46, выпуск 1, Стр. 18

Приводятся первые результаты изучения эпитаксиального выращивания легированных эрбием слоев кремния на сапфировых подложках с использованием метода сублимационной молекулярно-лучевой эпитаксии. Приведены данные структурного анализа, обсуждаются люминесцентные свойства слоев. Показано достаточно высокое совершенство гетероэпитаксиальных слоев кремния на сапфире, выращенных при температурах Ts=600-700oC. В фотолюминесцентном отклике структур обнаружен сигнал на длине волны 1.54 mum, связываемый с внутрицентровыми переходами редкоземельного иона Er3+. Работа выполнена при частичной поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты N 01-02-16439 и 02-02-16773) и МНТП \glqq Фундаментальная спектроскопия\grqq (проект N 08.02.043).
Светлов С.П., Чалков В.Ю., Шенгуров В.Г., Дроздов Ю.Н., Красильник З.Ф., Красильникова Л.В., Степихова М.В., Павлов Д.А., Павлова Т.В., Шиляев П.А., Хохлов А.Ф. Структурные и фотолюминесцентные свойства гетероэпитаксиальных слоев кремния на сапфире // ФТТ, 2004, том 46, выпуск 1, Стр. 15

Исследована\label01k собственная электролюминесценция (ЭЛ) кремниевого светодиода при прямом смещении на p-n-переходе. Значительное возрастание интегральной интенсивности ЭЛ при изменении температуры от температуры жидкого азота до комнатной и одновременном увеличении времени спада ЭЛ при выключении тока через диод указывает на термическое подавление канала нерадиационной рекомбинации, связанного с глубокими ловушками. Построенная нами простая модель излучательных процессов в p-n-переходе позволяет объяснить всю совокупность полученных экспериментальных результатов. Показано, что при оптимальных уровнях легирования p- и n-областей диода внутренний квантовый выход ЭЛ может достигать нескольких процентов. Работа выполнена при поддержке грантов Российского фонда фундаментальных исследований, Нидерландской организации научных исследований (NWO), Министерства науки и технологии Российской Федерации и программы \glqq Новые материалы и структуры\grqq Отделения физических наук РАН.
Бреслер М.С., Гусев О.Б., Захарченя Б.П., Яссиевич И.Н. Эффективность электролюминесценции кремниевых диодов // ФТТ, 2004, том 46, выпуск 1, Стр. 10