Экспериментальное определение уровней размерного квантования в структурах на основе квантовых ям твердых растворов CdxHg1-xTe

Перспективный материал на основе множественных квантовых ям (КЯ) твердых растворовCdxHg1-xTe может использоваться для создания как источников стимулированного излучения, так ифотоприемников, работающих в средневолновой и длинноволновой области ИК диапазона. Методмолекулярно-лучевой эпитаксии с in situ эллипсометрическим контролем позволяет воспроизводимовыращивать такие структуры. С использованием метода “эффективной” подложки можновосстановить профиль распределения состава в квантовых ямах. Однако определение уровнейразмерного квантования, которые определяют оптические и электрофизические свойства такихструктур до сих пор остается не решенной задачейВ работе предложены методики определенияположения уровней размерного квантования вмножественных КЯ, основанные на измеренииспектров оптического поглощения D()=lg(1/(T+R)) испектров продольной фотопроводимости F() вдиапазоне температур Т=77 298К.В качестве примера на рис. 1а показано оптическоепоглощение для структуры с 10-ю КЯ с толщиной 9,4нм (Хобкладки=0,65 хям0,05). Видно, что с возрастаниемэнергии оптическая плотность имеет ступеньки, чтоопределяется положением квантовых уровней,которые зависят от толщины КЯ. Аналогичнаякартина наблюдается и для спектровфотопроводимости.На рис.1б показаны спектры F(Т) при двухтемпературах и их отношение F(-120С)/F(-140С),позволяющее определять положение уровней безвлияния интерференции. На рис.1с показаносмещение этих уровней с температурой.Приводятся зависимости энергетическогоположения уровней для широкого набора HgTe КЯ столщинами от 2,7 до 11 нм при Т=77К и Т=298К.Показано, что зависимость от толщины носитхарактер Е 1/d. Так же представлены результатыдля КЯ с мольным содержанием теллурида кадмияХ≈0÷0.3. Экпериментальные данные показывают, чтоположение уровней определяется как энергетическимбарьером между ямами (Хобкладки) и толщиной ям d, таки мольным содержанием теллурида кадмия в ямах хямы.