BEHAVIOUR OF OPTICAL TRANSITIONS IN GaAs/AlAs WITH HIGHLY Be δ-DOPED MQWs
J. Kundrotas^a, A. Čerškus^a, S. Ašmontas^a, A. Johannessen^a, G. Valušis^a, B. Sherliker^b, M.P. Halsall^b, P. Harrison^c, and M.J. Steer^d
aSemiconductor Physics Institute, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania
E-mail: kundrot@pfi.lt
^bDepartment of Electronic and Electrical Engineering, University of Manchester, Manchester M60 1QD, UK
^cInstitute of Microwaves and Photonics, University of Leeds, Leeds LS2 9JT, UK
^dDepartment of Electronic and Electrical Engineering, University of Sheffield, Sheffield S1 3JJD, UK

Received 22 June 2005

We present the photoluminescence properties of highly Be δ-doped GaAs/AlAs multiple quantum wells at liquid nitrogen and room temperatures. Possible mechanisms of carrier recombination focusing on peculiarities of excitonic and free-carriers–acceptor photoluminescence are discussed. It is estimated that for Be δ-doped GaAs/AlAs quantum wells (L_W = 5 nm) the Mott transition should occur at acceptor concentration NBe some greater than 5 · 10¹² cm⁻².

OPTINIŲ ŠUOLIŲ SAVYBĖS STIPRIAI Be δ-LEGIRUOTUOSE GaAs/AlAs KARTOTINIUOSE KVANTINIUOSE ŠULINIUOSE
J. Kundrotas^a, A. Čerškus^a, S. Ašmontas^a, A. Johannessen^a, G. Valušis^a, B. Sherliker^b, M.P. Halsall^b, P. Harrison^c, M.J. Steer^d
aPuslaidininkių fizikos institutas, Vilnius, Lietuva
^bMančesterio universitetas, Mančesteris, Jungtinė Karalystė
^cLydso universitetas, Lydsas, Jungtinė Karalystė
^dŠefildo universitetas, Šefildas, Jungtinė Karalystė

Kvantiniai šuliniai su įterptomis priemaišomis yra įdomūs ne vien tik fundamentinės, bet ir taikomosios fizikos požiūriu, pavyzdžiui, kuriant infraraudonosios spinduliuotės jutiklius. Geram prietaisų jautriui pasiekti reikalingas didelis priemaišų tankis. Toks tankis pasiekiamas naudojant vadinamąjį δ legiravimą, kai priemaišos sukaupiamos ploname kvantinio šulinio sluoksnyje. Pasiekus tam tikrą tankį, priemaišos ima sąveikauti ir pasikeičia jų savybės: jos gali sukurti priemaišinę juostą ar net papildomus energijos lygmenis, kurių dalį užpildo laisvieji 2D krūvininkai. Tokį vyksmą apibrėžia dielektriko–metalo Mott’o virsmas.
Pateikti molekulinių pluoštelių epitaksijos būdu išaugintų, akceptorinėmis Be priemaišomis δ legiruotų GaAs/AlAs kartotinių L_W = 5 nm pločio kvantinių šulinių fotoliuminescencijos (FL) ypatumai. Tam tikslui pasiekti buvo naudojami dviejų rūšių bandiniai: tiriamieji bandiniai, kuriuose priemaišų tankis siekė N_Be = 5 · 10¹² cm⁻², ir etaloniniai, kuriuose N_Be = 5 · 10¹⁰ cm⁻². Palyginus tiriamųjų ir etaloninių bandinių FL spektrus, padaryta išvada, kad, esant Be priemaišų tankiams 5·10¹² cm⁻², yra svarbi laisvųjų elektronų rekombinacija su Be priemaišomis, kurios yra suformavusios priemaišinę juostą. Nustatyta, kad priemaišinės juostos centras yra apie 32–34 meV nutolęs nuo sunkiųjų skylių pirmojo energijos lygmens. Taip pat ištirta, kad FL spektre išlieka svarbi ir eksitoninė spinduliuotė. Įvertinta, kad GaAs/AlAs kvantiniuose L_W = 5 nm pločio šuliniuose akceptorinėms priemaišoms Mott’o virsmas turėtų įvykti, esant šiek tiek didesniems nei 5 · 10¹² cm⁻² tankiams N_Be.