Управление электронной локализацией за счет деформационных полей в группах Ge/Si квантовых точек / Зиновьева А.Ф., Зиновьев В.А., Ненашев А.В., Кулик Л.В., Двуреченский А.В.

Новые тенденции в электронике требуют создания полупроводниковых наноструктур сконтролируемыми оптическими и спиновыми свойствами. Одной из перспективных систем дляманипулирования электронной структурой является система с Ge/Si квантовыми точками (КТ),создаваемыми за счет самоорганизации в процессе молекулярно-лучевой эпитаксии. Здесь электронылокализуются за счет деформаций в потенциальных ямах в Si вблизи КТ. Меняя пространственнуюконфигурацию КT, их размер, форму, взаимноерасположение, можно контролироватьраспределение деформаций, и соответственноэнергетический спектр электронов.В данной работе были разработаны исозданы специальные структуры с Ge/Si КТ,позволяющие реализовать одновременнуюлокализацию электронов в разных Δ долинах вупорядоченной группе КТ [1]. Электроны имеютразную пространственную локализацию (одинлокализован на вершине КТ, а другой на одном изребер основания КТ), характеризуются разными gфакторами и могут рассматриваться как паракубитов, связанных постоянным обменнымвзаимодействием. Структуры представляют собойкомбинацию (~200 нм) больших дискообразныхКТ (нанодисков) и групп КТ меньшего размера(~30 нм), выращенных на расстоянии 35 нм от слоя нанодисков. Для увеличения деформаций и,соответственно, энергии связи электронов на КТ, были выращены 4-слойные стеки упорядоченныхгрупп КТ с различным расстоянием между слоями КТ в стеке d. Для локализации электронов вбоковых Δx,y долинах было использовано расстояние d=3 нм. Для одновременной локализацииэлектронов в разных Δ долинах была создана структура с варьируемым расстояние d в стеке: между2-м и 3-м слоем КТ d=5 нм, остальные прослойки имели толщину d=3 нм. Локализация электроновбыла исследована методом ЭПР. Интерпретация результатов ЭПР была проведена на основе анализазначений g-факторов и их ориентационных зависимостей и сопоставления с результатамивычислений энергетического спектра и волновых функций электронов. Расчеты проводились сучетом элементного состава КТ и реальной геометрии нанообъектов. Получено, что деформационноеполе нанодиска играет ключевую роль в реализации одновременной локализации электронов вразных Δ долинах, позволяя регулировать положение энергетических уровней электронов.Полученные результаты могут лечь в основу создания базовых элементов для квантовых вычисленийна основе структур с Ge/Si КТ.