Полупроводники

Диполярные биэкситоны в латеральных ловушках в гетероструктурах Si/SiGe/Si

В. А. Цветков, Т. М. Бурбаев, Н. Н. Сибельдин, В. П. Мартовицкий, М. Л. Скориков, В. В. Ушаков

Физический институт им. П. Н. Лебедева Российской академии наук, Москва, Россия

Аннотация: Исследованы гетероструктуры Si/Si$_{1-x}$Ge$_x$/Si c крупномасштабными латеральными флуктуациями потенциала, которые образуются в верхнем (закрывающем) слое Si у гетерограницы SiGe/Si из-за наличия в слое SiGe релаксировавших участков. Анализ спектров низкотемпературной фотолюминесценции показывает, что при фотовозбуждении структуры в образованных этими флуктуациями латеральных ловушках происходит сбор неравновесных носителей заряда, формирование диполярных экситонов и их рекомбинация. Обнаружено, что при температуре $T<$ 10 K с увеличением уровня возбуждения на синем крыле широкой полосы фотолюминесценции диполярных экситонов, локализованных мелкомасштабными флуктуациями потенциала, возгорается новая узкая линия. При понижении температуры до $T\approx$ 2 K эта линия доминирует в спектре вплоть до самых малых уровней возбуждения. Показано, что при сравнительно небольших уровнях возбуждения она обусловлена рекомбинацией свободных диполярных биэкситонов в крупномасштабных ловушках. При высоких уровнях возбуждения ширина новой линии увеличивается более чем вдвое по отношению к ее ширине при малых уровнях возбуждения, и в этих условиях эта линия связана уже с рекомбинацией диполярной электронно-дырочной плазмы в крупномасштабных ловушках.

Ключевые слова: двумерные системы, электронно-дырочные бислои, гетероструктуры II рода, низкотемпературная фотолюминесценция.

Поступила в редакцию: 29.06.2023
Исправленный вариант: 29.06.2023
Принята в печать: 04.07.2023

DOI: 10.21883/FTT.2023.08.56144.133

Реферативные базы данных:

•