PHOTO- AND ELECTRO-REFLECTANCE STUDY OF δ-DOPED GaAs / AlAs MULTIPLE QUANTUM WELLS
J. Kavaliauskas^a, G. Krivaitė^a, B. Čechavičius^a, A. Galickas^a, G. Valušis^a, D. Seliuta^a, M.P. Halsall^b, M.J. Steer^c, and P. Harrison^d
aSemiconductor Physics Institute, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania
E-mail: jk@pfi.lt
^bDepartment of Electronics and Electrical Engineering, University of Manchester, P.O.B. 88, Manchester M60 1QD, UK
^cDepartment of Electronic and Electrical Engineering, University of Sheffield, Mappin St, Sheffield S1 3JD, UK
^dInstitute of Microwaves and Photonics, School of Electronic and Electrical Engineering, University of Leeds, Leeds LS2 9JT, UK

Received 12 October 2005

We present photoreflectance (PR) and contactless electroreflectance (CER) study of beryllium δ-doped GaAs / AlAs multiple quantum wells (MQWs) with well widths ranging from 3 to 20 nm and doping densities from 2·10¹⁰ to 2.5·10¹² cm⁻². Surface electric field strength as well as its direction in MQW structures have been evaluated from PR and CER measurements. PR and CER spectra of heavily doped QWs were found to be more complicated than those of slightly doped ones. The interpretation of spectral features was performed on the basis of their dependence on the optical bias and from comparison with calculations of electronic structure and optical transitions under electric field. Modulation spectra of slightly doped samples were explained by symmetry allowed excitonic transitions while additional features in spectra of heavily-doped samples were related to symmetry forbidden transitions coming into play due to the internal electric field. The light interference and free carrier effects in modulation spectra are considered as well.

δ LEGIRUOTŲ GaAs / AlAs KVANTINIŲ DUOBIŲ FOTOATSPINDŽIO IR ELEKTRINIO ATSPINDŽIO SPEKTRŲ TYRIMAI
.J. Kavaliauskas^a, G. Krivaitė^a, B. Čechavičius^a, A. Galickas^a, G. Valušis^a, D. Seliuta^a, M.P. Halsall^b, M.J. Steer^c, P. Harrison^d
aPuslaidininkių fizikos institutas, Vilnius, Lietuva
^bMančesterio universitetas, Mančesteris, Jungtinė Karalystė
^cŠefildo universitetas, Šefildas, Jungtinė Karalystė
^dLydso universitetas, Lydsas, Jungtinė Karalystė

Priemaišinių lygmenų δ legiruotose kvantinėse duobėse inžinerija atveria naujų galimybių kurti terahercinių bangų emiterius bei detektorius. Nanodarinių tyrimas nesąlytiniais optiniais metodais yra svarbus, norint suprasti tokių prietaisų veikimo ypatumus. Pasitelkus fotoatspindžio ir elektrinio atspindžio spektroskopijos metodus, buvo tiriama beriliu δ legiruotų (2·10¹⁰ – 2,5·10¹² cm⁻²) GaAs / AlAs (3–20 nm / 5 nm) kvantinių duobių darinių elektroninė sandara ir legiravimo poveikis eksitoniniams optiniams šuoliams bei vidiniams elektriniams laukams.
Išanalizavus moduliacinių atspindžio spektrų linijų formą bei apskaičiavus energijos lygmenis kvantinėse duobėse, pastebėtos optinių spektrų smailės buvo susietos su leistinais bei draustinais eksitoniniais šuoliais. Optinių smailių interpretacija buvo patvirtinta, ištyrus jų energijų bei intensyvumų verčių priklausomybes nuo vidinio elektrinio lauko stiprio. Nustatyta, jog silpnai legiruotų bandinių spektruose vyrauja leistini optiniai šuoliai, o stipriai legiruotiems bandiniams yra būdingi ir draustini optiniai šuoliai, kurių intensyvumas stiprėja, stiprėjant elektriniam laukui. Paaiškinta, kad fotoatspindžio ir elektrinio atspindžio signalų prigimtis beriliu δ legiruotų GaAs / AlAs kvantinių duobių dariniuose priklauso nuo vidinio elektrinio lauko moduliacijos. Eksperimentiškai nustatytas šio lauko stipris bei kryptis bandiniuose.
Taip pat aptarta šviesos interferencijos ir laisvųjų krūvininkų įtaka elektromoduliaciniams spektrams.