Введение
ГЛАВА 1. Оптическая модуляционная спектроскопия полупроводниковых гетероструктур 8
1.1. Оптические свойства полупроводников вблизи края фундаментального поглощения 8
1.1.1. Распространение света в полупроводниках 8
1.1.2. Межзонные переходы 10
1.1.3. Матричный элемент электрического дипольного перехода 13
1.1.4. Вклад экситонов в фундаментальное поглощение 15
1.1.5. Уширение спектральных линий экситонного поглощения света 19
1.2. Физические основы модуляционной спектроскопии 21
1.2.1. Эффект Франца-Келдыша 22
1.2.2. Измерение энергии связи экситонов свободными носителями 31
1.3. Экспериментальные методы модуляционного отражения 33
1.3.1. Термоотражение 35
1.3.2. Электроотражение 37
1.3.3. Фотоотражение 38
1.3.4. Фотоотражение с длинноволновой накачкой 41
1.4. Полупроводниковые селективно-легированные гетероструктуры 41
1.5. Поперечный транспорт носителей заряда в селективно-легированных гетероструктурах при продольном протекании тока 46
1.6. Проблемы интерпретации спектров фотоотражения селективно-легированных гетероструктур 51
1.7. Выводы к первой главе 55
ГЛАВА 2. Спектроскопия фотоотражения селективно-легированных гетероструктур при протекании электрического тока вдоль полупроводниковых слоев 57
2.1. Экспериментальная установка 57
2.2. Методика измерения 59
2.2.1. Измерение традиционных спектров ФО 59
2.2.2. Измерение спектров ФО при протекании тока 59
2.3. Исследуемые структуры 60
2.4. Обсуждение характерных особенностей в спектрах фотоотражения 62
2.4.1. Структура без сверхрешетки в буферном слое GaAs 62
2.4.2. Структура с дополнительной сверхрешеткой в буферном слое GaAs 66
2.5. Выводы ко второй главе 70
ГЛАВА 3. Спектроскопия токоотражения в селективно-легированных гетероструктурах 72
3.1. Методика измерения 72
3.2. Обсуждение особенностей спектров токоотражения 74
3.2.1. Структура без дополнительной сверхрешетки в буферном слое GaAs 74
3.2.2. Структура с дополнительной сверхрешеткой в буферном слое GaAs 79
3.3. Выводы к третьей главе 83
ГЛАВА 4. Математическая модель спектров фотоотражения при протекании электрического тока в селективно-легированной гетероструктуре 84
4.1. Математическое описание модели формирования спектров ФО 84
4.1.1. Вклад в спектр ФО за счет модуляции внутренних электрических полей...86
4.1.2. Вклад в спектр ФО, обусловленный модуляцией экситонных состояний .87
4.2. Параметры и приближения математической модели спектров ФО 90
4.3. Анализ результатов моделирования спектров ФО при протекании тока 96
4.4. Выводы к четвертой главе 101
ГЛАВА 5. Физическая модель изменения внутренних электрических полей в селективно-легированных гетероструктурах при протекании тока 102
5.1. Возможные механизмы изменения встроенных полей и экситонных состояний при протекании тока в полупроводниковых структурах 102
5.1.1. Изменение функции распределения носителей заряда по энергии 102
5.1.2. Механизмы изменения экситонных состояний при протекании тока 104
5.1.3. Глубокие примесные комплексы 104
5.1.4. Термоэдс, обусловленная разогревом электронов 105
5.2. Спектроскопия модуляционного отражения, основанная на разогревеносителей заряда в селективно-легированных гетероструктурах 109
5.2.1. Радиочастотное модуляционное отражение 109
5.2.2. Микроволновое модуляционное отражение 110
5.2.3. Фотоотражение с длинноволновой накачкой 110
5.3. Выводы к пятой главе 113
Заключение 114
