Details

Полупроводниковые структуры с квантовыми точками на основе твёрдого раствора GeSi/Si и нитевидных нанокристаллов на основе InAs/Si перспективны для создания оптоэлектронных приборов, совместимых с современной кремниевой технологией. Управляя размерами квантовых точек и составом твердого раствора, формирующего квантовые точки, возможно настраивать рабочий спектральный диапазон. В данной работе исследованы спектры фотоиндуцированного пропускания света квантовыми точками GeSi/Si с разным уровнем легирования при разных температурах и уровнях оптической межзонной накачки. Энергии пиков поглощения в инфракрасной области спектра соответствуют энергии внутризонных переходов дырок. Создание структур нитевидных нанокристаллов типа ядро/оболочка и формирование твердых растворов InAs, позволяет управлять шириной запрещенной зоны материала и улучшать его оптические свойства. Полученные спектры фотолюминесценции при различных температурах и уровнях оптической накачки демонстрируют сдвиг в сторону больших энергий кванта из-за возникновения напряжений в структурах типа ядро/оболочка и улучшение оптических свойств таких структур. Спектры фотолюминесценции структур на основе слабого нитридного раствора демонстрирую сдвиг в сторону больших энергий кванта, что подтверждает модель антипересекающихся зон. Полученные результаты показывают возможность использования квантовых точек на основе твёрдого раствора GeSi/Si и нитевидных нанокристаллов на основе InAs/Si в качестве детекторов среднего инфракрасного излучения.

Semiconductor nanostructures with quantum dots based on GeSi/Si solid solutions and InAs/Si nanowires are promising for the development of optoelectronic devices compatible with modern silicon technology. The operating spectral range can be tuned by controlling the quantum dots size and the composition of the solid solution from which they are formed. In this study, we investigated the photoinduced transmittance spectra of GeSi/Si quantum dots with varying doping levels at different temperatures and optical interband pumping levels. The energies of the absorption peaks in the infrared spectrum range correspond to the energies of intraband hole transitions. Furthermore, the creation of core/shell nanowires structures and the formation of InAs solid solutions makes it possible to control the band gap of the material and improve its optical properties. The photoluminescence spectra obtained at various temperatures and optical pumping levels exhibit a shift toward higher photon energies due to the occurrence of stresses in core/shell structures and an improvement in the optical properties of such structures. The photoluminescence spectra of structures based on a dilute nitride solution demonstrate a shift toward higher photon energies, which is consistent with the anticrossing band model. The obtained results demonstrate the potential of using quantum dots based on a GeSi/Si solid solution and InAs/Si nanowires as mid-infrared photodetector application.