Межъямные экситоны в латеральной потенциальной яме в неоднородном электрическом поле
А. В. Горбунов, В. Б. Тимофеев
Институт физики твердого тела РАН, 142432 Черноголовка, Московская обл., Россия
PACS: 73.21.Fg, 78.67.De
Abstract
Исследована люминесценция межъямных экситонов в двойных
квантовых ямах на основе GaAs/AlGaAs полупроводниковых
гетероструктур (n-i-n-структуры) в латеральной ловушке,
приготовленной с помощью неоднородного электрического поля, при
гелиевых температурах. Достаточно сильное и неоднородное
электрическое поле в глубине гетероструктуры возникало при
протекании тока через контакт проводящей иглы туннельного
микроскопа с поверхностью гетероструктуры в объемную область,
содержащую встроенный затвор. В электрическом поле, из- за
штарковского сдвига энергетических зон, фотовозбужденные электроны
и дырки пространственно разделяются между соседними квантовыми
ямами, между которыми содержится туннельно- прозрачный барьер, и
связываются в межъямные квазидвумерные экситоны. Эти экситоны
имеют дипольный момент уже в основном состоянии, поэтому в
неоднородном электрическом поле электростатические силы принуждают
экситоны двигаться в плоскости квантовых ям в область
максимального поля и, в конечном итоге, накапливаться в
искусственно приготовленной таким способом латеральной ловушке.
Максимально реализованная посредством неоднородного электрического
поля глубина ловушки составляла 13.5 мэВ, а ее латеральный размер
был около 10 мкм. Показано, что в приготовленных таким
способом ловушках фотовозбужденные межъямные экситоны ведут себя с
ростом концентрации при достаточно низких температурах (T=2 К)
так же, как и в латеральных ловушках, обусловленных
крупномасштабными флуктуациями случайного потенциала. При
концентрациях, превышающих порог протекания, межъямные экситоны
конденсируются в нижайшее энергетическое состояние в ловушке.