Время жизни надбарьерного экситона в гетероструктурах ZnSe/BeTe во внешнем электрическом поле / Филатов Е.В., Максимов А.А., Тартаковский И.И.

В гетероструктурах ZnSe/BeTe полоса фотолюминесценции (ФЛ) в области пространственнопрямого перехода (2.8 эВ) обычно связывается с излучательной рекомбинацией надбарьерногоэкситона. Для структуры с толщинами слоев LZnSe = 20 нм и LBeTe = 10 нм были проведеныизмерения длительности свечения полосы ФЛ в области 2.8 эВ при возбуждении 2-й гармоникойфемтосекундного Ti:Sa лазера, при приложениивнешнего электрического поля в направлениивдоль оси роста. Измерения проводились спомощью стрик-камеры в режиме синхронногосканирования, что обеспечивало разрешение науровне 2 пс. Обнаружено резкое уменьшениедлительности свечения ФЛ (от 9 пс до < 2 пс) приизменении напряженности внешнегоэлектрического поля от 0 до -2 мВ/нм (символы нарис. 1). Этот эффект связан с увеличениемвероятности релаксации надбарьерной дырки изслоя ZnSe в основное состояние в слое BeTe.Для описания данных эксперимента былипроведены расчеты времени жизни надбарьернойдырки в слое ZnSe в зависимости отнапряженности электрического поля.Рассматривалась одномерная задача в направленииоси роста. Было предложено две модели: свободнаядырка над единичным барьером ZnSe, окруженномслоями BeTe (точечная линия на рис. 1) и дырка,связанная с электроном в слое ZnSe, в том жемодельном потенциале (штриховая линия нарис. 1).Для расчета времени жизни свободной дыркив слое ZnSe, модельный потенциал валентной зоныпомещался в достаточно большой ящик, иопределялось вносимое этим изменение плотности состояний ΔN(E). Время жизни дыркиопределялось по ширине пика ΔN(E). [1]Для расчета времени жизни связанной с электроном дырки в слое ZnSe учитывались поправкик потенциалу дырки, полученные при решении двумерного уравнения Шредингера для экситона. [2]Результаты расчетов показывают, что модель, учитывающаяформирование экситона в слое ZnSe, лучше описывает данные эксперимента по сравнению содночастичной моделью для надбарьерной дырки