Люминесценция примеси вольфрама в арсениде галлия

В. В. Ушаков, А. А. Гиппиус


Аннотация: На основании изучения спектров люминесценции образцов GaAs с различным положением уровня Ферми установлено, что полученный ранее спектр люминесценции ионно-имплантированной примеси W представляет собой излучение центров GaAs : W$^{3+}$ и GaAs : W$^{2+}$. В рамках теории кристаллического поля по диаграммам Танабе–Сугано проведена идентификация излучательных переходов $^{2}T_{1}(^{2}G){-}^{4}T_{1}(^{4}F)$ и $^{1}T_{1}(^{1}I)$ или $^{3}T_{2}(^{3}H){-}^{5}T_{2}(^{5}D)$ для трех- и двухзарядных ионов W соответственно. Электронные переходы на центрах W слабо взаимодействуют с кристаллическими колебаниями, при этом в согласии с диаграммами Танабе–Сугано для излучательных переходов на центрах W$^{2+}$ характерно более сильное электрон-фононное взаимодействие, чем для переходов на центрах W$^{3+}$. Для фотопереходов на центрах W$^{3+}$ температурное уширение бесфононной линии 678 мэВ определяется взаимодействием с $TA$-фононами, а величина ее «красного» сдвига при повышении температуры кристаллов, вероятно, связана также с взаимодействием локальных примесных и зонных состояний.