Вышедшие номера
Home » Физика и техника полупроводников » Год 2025, выпуск 9 » Статья стр. 540
<<<>>>
Механизмы оже-рекомбинации в полупроводниковых наногетероструктурах. Часть 1. Квантовые ямы (О б з о р)
Зегря Г.Г.1, Баженов Н.Л. 1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: zegrya@theory.ioffe.ru, bazhnil.ivom@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 10 ноября 2025 г.
В окончательной редакции: 18 ноября 2025 г.
Принята к печати: 18 ноября 2025 г.
Выставление онлайн: 2 января 2026 г.
PDF версия
Настоящий обзор посвящен механизмам оже-рекомбинации в полупроводниковых наногетероструктурах. Отличительной особенностью наногетероструктур является сильная пространственная неоднородность, обусловленная существованием гетерограниц. Гетерограницы оказывают принципиальное влияние на величину энергии и на поведение волновых функций носителей заряда в квантово-размерных гетероструктурах и, как показано в настоящем обзоре, существенно влияют на макроскопические свойства полупроводниковых наноструктур. Наличие гетерограницы воздействует на электрон-электронное (дырочно-дырочное) взаимодействие в квантовых структурах, и это воздействие носит фундаментальный характер. Гетерограница снимает ограничения, накладываемые на межэлектронные процессы столкновения законами сохранения энергии-импульса, что приводит к появлению беспороговых, слабо зависящих от температуры каналов оже-рекомбинации. В обзоре рассмотрены основные механизмы оже-рекомбинации неравновесных носителей заряда в полупроводниковых гетероструктурах с квантовыми ямами (Часть 1), квантовыми нитями и квантовыми точками (Часть 2). Показано, что существуют три принципиально разных механизма оже-рекомбинации: беспороговый, квазипороговый и пороговый. Скорость беспорогового процесса слабо зависит от температуры. Пороговая энергия квазипорогового процесса существенно зависит от ширины квантовой ямы и близка к нулю для узких квантовых ям. Показано, что в узких квантовых ямах преобладают беспороговые и квазипороговые оже-процессы, в то время как в широких квантовых ямах преобладают пороговые и квазипороговые оже-процессы. Найдена критическая ширина квантовой ямы, при которой квазипороговый канал оже-рекомбинации трансформируется в трехмерный пороговый оже-процесс. Также выполнен анализ влияния фононов на процессы оже-рекомбинации в квантовых ямах. Показано, что для узких квантовых ям оже-процесс с участием фононов становится резонансным, что приводит к увеличению коэффициента оже-рекомбинации с участием фононов. Отдельно рассмотрен вопрос о влиянии процессов релаксации на механизмы оже-рекомбинации в однородных полупроводниках. Показано, что учет процессов релаксации приводит к снятию энергетического порога для процессов оже-рекомбинации. Ключевые слова: полупроводниковые гетероструктуры, квантовые ямы, квантовые нити, квантовые точки, гетерограница, оже-рекомбинация, микроскопическая теория.
  1. В.Н. Абакумов, В.И. Перель, И.Н. Яссиевич. Безызлучательная рекомбинация в полупроводниках (ПИЯФ им. Б.П. Константинова, СПб., 1997)
  2. P.T. Landsberg. Recombination in Semiconductors (Cambridge University Press, 1991)
  3. P.V. Auger. C. R. Acad Sci.: Paris, 180, 65 (1925)
  4. З.Н. Соколова. Теория межзонной оже-рекомбинации в прямозонных полупроводниках: автореф. дис. канд. физ.-мат. наук (ФТИ им. А.Ф. Иоффе, Л., 1982)
  5. A. Polkovnikov, G. Zegrya. Phys. Rev. B, 64 (7), 073205 (2001)
  6. Г.Г. Зегря, В.И. Перель. Основы физики полупроводников (Физматлит, М., 2009)
  7. A.R. Beattie, P.T. Landsberg. Proc. Roy. Soc., A249 (1256), 16 (1959)
  8. М.П. Михайлова, А.А. Рогачев, И.Н. Яссиевич. ФТП, 10, 1460 (1976)
  9. М.П. Михайлова, А.А. Рогачев, И.Н. Яссиевич. ФТП, 11, 1882 (1977)
  10. Б.Л. Гельмонт. ЖЭТФ, 75 (8), 536 (1978)
  11. R.I. Taylor, R.A. Abram. Semicond. Sci. Technol., 3 (9), 859 (1988)
  12. P. Roussignol, M. Kull, D. Ricard, F. de Rougemont, R. Frey, C. Flytzanis. Appl. Phys. Lett., 51 (23), 1882 (1987)
  13. Г.Г. Зегря, В.А. Харченко. ЖЭТФ, 101 (1), 327 (1992)
  14. R.I. Taylor, R.A. Abram, M.G. Burt, C. Smith. Semicond. Sci. Technol., 5 (1), 90 (1990)
  15. M.I. Dyakonov, V.Yu. Kachorovskii. Phys. Rev. B, 49 (24), 17130 (1994)
  16. G.G. Zegrya, A.D. Andreev, N.A. Gun'ko, E.V. Frolushkina. Proc. SPIE, 2399, 307 (1995)
  17. I.V. Kudryashov, G.G. Zegrya, V.P. Evtikhiev, V.E. Tokranov. В сб.: Compound Semiconductors (ISCS-23) 23th Int. Phys. Conf. (St. Peterburg, Russia, September 23--27 1996), 155, Chap. 10, p. 795
  18. E.O. Kane. J. Phys. Chem. Sol., 1, 249 (1957)
  19. P.C. Sercel, K.J. Vahala. Phys. Rev. B, 42, 3690 (1990)
  20. Р.А. Сурис. ФТП, 20 (11), 2008 (1986)
  21. M.G. Burt. J. Phys.: Condens. Matter., 4, 6651 (1992)
  22. B.A. Foreman. Phys. Rev. B, 49, 1757 (1994)
  23. Г.Л. Бир, Г.Е. Пикус. Симметрия и деформационные эффекты в полупроводниках. (Наука, М., 1972)
  24. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Квантовая механика. Нерелятивистская теория (Наука, М., 1989)
  25. Н.L. Wang, M.J. Freeman, D.G. Steel, R. Craig, D.R. Scifres. Optics Lett., 18 (24), 2141 (1995)
  26. A. Haug. J. Phys. C: Solid State Phys., 16, 4159 (1983)
  27. G.P. Agrawal, N.X. Dutta. Long-Wavelength Semiconductor Lasers (Van Nostrand Reinhold Company, N.Y., 1993)
  28. A. Haug. Appl. Phys. A, 51, 354 (1990)
  29. A. Haug. J. Phys. Chem. Solids., 49 (6), 599 (1988)
  30. A.S. Polkovnikov, G.G. Zegrya. Phys. Rev. B, 58 (7), 4039 (1998)
  31. B.K. Ridley. J. Phys. C: Solid State Phys., 15 (28), 5899 (1982)
  32. G.G. Zegrya. In: Antimonide-Related Strained-Layer Heterostructures, (Gordon and Breach, Amsterdam, 1997) v. 3
  33. S. Ideshita, A. Furukawa, Y. Mochizuki, M. Mizuta. Appl. Phys. Lett., 60 (20), 2549 (1992)
  34. M. Sweeny, J. Xu. Appl. Phys. Lett., 54, 546 (1989)
  35. E.P. O'Reilly, M. Silver. Appl. Phys. Lett., 63 (24), 3318 (1993)
  36. E.P. O'Reilly, A.R. Adams. IEEE J. Quant. Electron., 30 (2), 366 (1994)
  37. V.Ya. Aleshkin, A.A. Dubinov, V.V. Rumyantsev. J. Appl. Phys., 138, 135702 (2025)
  38. Chee-Keong Tan, Wei Sun, Jonathan J. Wierer jr., Nelson Tansu. AIP Advances, 7, 035212 (2017)
  39. T. Langer, Al. Chernikov, D. Kalincev, M. Gerhard, H. Bremers, U. Rossow, M. Koch, A. Hangleiter. Appl. Phys. Lett., 103, 202106 (2013)
  40. R.M. Barrett, J.M. McMahon, R. Ahumada-Lazo, J.A. Alanis, P. Parkinson, S. Schulz, M.J. Kappers, R.A. Oliver, D. Binks. ACS Photonics, 10, 2632 (2023)
  41. T.D. Eales, I.P. Marko1, A.R. Adams, J.R. Meyer, I. Vurgaftman, S.J. Sweeney. J. Phys. D: Appl. Phys., 54, 055105 (2021)
  42. V.Ya. Aleshkin, V.V. Rumyantsev, K.E. Kudryavtsev, A.A. Dubinov, V.V. Utochkin, M.A. Fadeev, G. Alymov, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky, F. Teppe, V.I. Gavrilenko, S.V. Morozov. J. Appl. Phys., 129, 133106 (2021)
  43. K.E. Kudryavtsev, A.A. Yantser, M.A. Fadeev, V.V. Rumyantsev, A.A. Dubinov, V.Ya. Aleshkin, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretsky, V.I. Gavrilenko, S.V. Morozov. Appl. Phys. Lett., 123, 18 (2013).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme