Усиление люминесцентного отклика субволновых решеток из Si-дисков со встроенными GeSi-квантовыми точками при переходе от простой решетки к решетке с базисом
Государственное задание министерства науки и высшего образования Российской Федерации, Управление функциональными характеристиками компонент нанофотоники и наноэлектроники на основе полупроводниковых наноструктур, FWGW-2025-0023
Государственное задание министерства науки и высшего образования Российской Федерации, Фундаментальные исследования полупроводников, низкоразмерных полупроводниковых гетероструктур, метаматериалов для оптоэлектроники и фотоники инфракрасного и терагерцового диапазонов, FFUF-2024-0019
Зиновьев В.А.
1, Смагина Ж.В.
1, Рудин С.А.
1, Зиновьева А.Ф.
1,2, Ненашев А.В.
1,2, Родякина Е.Е.
1,2, Дьяков С.А.
3, Смагин И.А.
3, Степихова М.В.
4, Новиков А.В.
41Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
3Центр фотоники и квантовых материалов, Сколковский институт науки и технологий, Москва, Россия
4Институт физики микроструктур Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия добавить институт
Email: zinoviev@isp.nsc.ru, smagina@isp.nsc.ru, rudin@isp.nsc.ru, aigul@isp.nsc..ru, nenashev@isp.nsc.ru
Поступила в редакцию: 28 октября 2025 г.
В окончательной редакции: 26 ноября 2025 г.
Принята к печати: 31 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 19 января 2026 г.
Исследовано влияние изменения базиса решетки фотонного кристалла на люминесцентные свойства встроенных в них излучателей. Фотонные кристаллы представляли собой субволновые квадратные решетки из Si-дисков со встроенными в них GeSi-квантовыми точками. Базис менялся за счет изменения размера дисков в одной из подрешеток с удвоенным периодом. Исследование методом микро-фотолюминесценции показало, что такое изменение структуры фотонного кристалла приводит к многократному усилению интенсивности отдельных пиков фотолюминесценции в области излучения GeSi-квантовых точек. Теоретический расчет излучательной способности исследуемых структур подтверждает, что в основе обнаруженного эффекта лежит увеличение локальной плотности оптических состояний в модифицированной структуре. Ключевые слова: люминесценция, квантовые точки, фотонный кристалл, связанные состояния в континууме.
- M. Rybin, Y. Kivshar. Nature, 541, 164 (2017). https://doi.org/10.1038/541164a
- H. Xue, J. Niu, C. Wang, S. Chen, C. Lu, P. Zhang, F. Jin, C. Xie, L. Shi. Opt. Laser Techn., 177, 111103 (2024). https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2024.111103
- B. Wang, J. Wang, T. Zhai, R. Salas-Montiel, J. Liu, Y. Li, D. Qiao, J. Zhao, X. Gan. ACS Photonics, 11, 1456 (2024). https://doi.org/10.1021/acsphotonics.3c01526
- К.Л. Кошелев, З.Ф. Садриева, А.А. Щербаков, Ю.С. Кившарь, А.А. Богданов. УФН, 193, 528 (2023). https://doi.org/10.3367/UFNr.2021.12.039120
- S.A. Dyakov, M.V. Stepikhova, A.A. Bogdanov, A.V. Novikov, D.V. Yurasov, M.V. Shaleev, Z.F. Krasilnik, S.G. Tikhodeev, N.A. Gippius. Laser Photon. Rev., 15, 2000242 (2021). https://doi.org/10.1002/lpor.202000242
- D.V. Yurasov, S.A. Dyakov, I.A. Smagin, S.G. Tikhodeev, N.A. Gippius, M.V. Stepikhova, A.V. Peretokin, M.V. Shaleev, Zh.V. Smagina, D.E. Utkin, A.V. Novikov. Appl. Phys. Lett., 125, 021105 (2024). https://doi.org/10.1063/5.0213583
- V. Rutckaia, F. Heyroth, A. Novikov, M. Shaleev, M. Petrov, J. Schilling. APS Photonics, 8, 209 (2021). https://doi.org/10.1021/acsphotonics.0c01319
- C.F. Doiron, I. Brener, A. Cerjan. Nature Commun., 13, 7534 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-35246-w
- C.M. Anderson, K.P. Giapis. Phys. Rev. B, 56, 7313 (1997). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.56.7313
- N. Malkova, S. Kim, V. Gopalan. Phys. Rev. B, 66, 115113 (2002). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.56.7313
- Ж.В. Смагина, М.В. Степихова, В.А. Зиновьев, С.А. Дьяков, Е.Е. Родякина, Д.В. Шенгуров, А.В. Кацюба, А.В. Новиков. ФТП, 57, 414 (2023). https://doi.org/10.61011/FTP.2023.06.56467.30k
- S.G. Tikhodeev, A.L. Yablonskii, E.A. Muljarov, N.A. Gippius, T. Ishihara. Phys. Rev. B, 66, 045102 (2002). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.66.045102
- S.A. Dyakov, I.M. Fradkin, D.V. Yurasov, V.A. Zinovyev, S.G. Tikhodeev, N.A. Gippius. Phys. Rev. B, 108, 155416 (2023). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.155416
- C. Schinke, P.C. Peest, J. Schmidt, R. Brendel, K. Bothe, M.R. Vogt, I. Kroger, S. Winter, A. Schirmacher, S. Lim, H.T. Nguyen, D. MacDonald. AIP Advances, 5, 67168 (2015). https://doi.org/10.1063/1.4923379
- L.V. Rodri guez-de Marcos, J.I. Larruquert, J.A. Mendez, J.A. Aznarez. Optical Mater. Express, 6, 3622 (2016). https://doi.org/10.1364/OME.6.003622Ре