[PDF]    http://dx.doi.org/10.3952/lithjphys.54113

Open access article / Atviros prieigos straipsnis

Lith. J. Phys. 54, 5457 (2014)


OPTICAL FEATURES OF InAs QUANTUM DOTS-IN-A-WELL STRUCTURES
R. Nedzinskasa, B. Čechavičiusa, A. Rimkusa , J. Kavaliauskasa, G. Valušisa, L.H. Lib , and E.H. Linfieldb
aSemiconductor Physics Institute, Center for Physical Sciences and Technology, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania
E-mail: ramunas@pfi.lt
bSchool of Electronic and Electrical Engineering, University of Leeds, Leeds LS2 9JT, United Kingdom

Received 18 November 2013; accepted 4 December 2013

Electronic energy structure and features of optical interband transitions of InAs quantum dots-in-a-well structures are studied via photoreflectance (PR) and temperature-dependent photoluminescence (PL) spectroscopy. InAs dots were grown with and without InGaAs capping layer and embedded in GaAs/AlAs quantum wells. Experimental results revealed that the 5 nm thick InGaAs capping layer significantly improves PR and PL signal intensity. Moreover, a shift of the quantum dot ground-state optical transition to lower energy by about 120 meV was observed. The red-shift of the ground-state transition is associated mainly with an increase of dot size and decrease of strain within quantum dots. Furthermore, the origin of PL intensity quenching with temperature is discussed in terms of electronic energy structure revealed from PR spectra and calculations performed within effective mass approximation.
Keywords: quantum dots, dots-in-a-well, photoreflectance spectroscopy, photoluminescence
PACS: 81.07.Ta; 73.21.La; 78.67.Hc


InAs KVANTINIŲ TAŠKŲ KVANTINĖSE DUOBĖSE OPTINĖS SAVYBĖS
R. Nedzinskasa, B. Čechavičiusa, A. Rimkusa , J. Kavaliauskasa, G. Valušisa, L.H. Lib , E.H. Linfieldb
aFizinių ir technologijos mokslų centro Puslaidininkių fizikos institutas, Vilnius, Lietuva
bLidso universitetas, Lidsas, Jungtinė Karalystė

Fotoatspindžio ir fotoliuminescencijos metodais 4,2–300 K temperatūrų intervale ištirti InAs kvantinių taškų, įterptų į GaAs/AlAs kvantines duobes, tarpjuostinių optinių šuolių pobūdis ir prigimtis. Atskleistas įtempimus sumažinančiojo InGaAs sluoksnio poveikis kvantinių taškų optinėms savybėms ir elektroninei sandarai: apie 120 meV siekiantis energijų tarpo tarp pagrindinių kvantinio taško būsenų sumažėjimas bei šviesos emisijos sustiprėjimas kambario temperatūroje. Daroma prielaida, jog šiuos efektus sukelia InAs kvantinio taško padidėjimas ir formos pakitimas dengiančiojo InGaAs sluoksnio auginimo metu.

References / Nuorodos

[1] J.R. Andrews, S.R. Restaino, S. Teare, Y.D. Sharma, W.-Y. Jang, T.E. Vandervelde, J.S. Brown, A. Reisinger, M. Sundaram, S. Krishna, and L. Lester, IEEE Trans. Electron Dev. 58(7), 2022 (2011),
http://dx.doi.org/10.1109/TED.2011.2140374

[2] B. Čechavičius, J. Kavaliauskas, G. Krivaitė, D. Seliuta, G. Valušis, M.P. Halsall, M.J. Steer, and P. Harrison, J. Appl. Phys. 98(2), 023508 (2005),
http://link.aip.org/link/doi/10.1063/1.1978970

[3] R. Nedzinskas, B. Čechavičius, J. Kavaliauskas, V. Karpus, D. Seliuta, V. Tamošiūnas, G. Valušis, G. Fasching, K. Unterrainer, and G. Strasser, J. Appl. Phys. 106(6), 064308 (2009),
http://link.aip.org/link/doi/10.1063/1.3212980

[4] M.V. Maximov, A.F. Tsatsul’nikov, B.V. Volovik, D.S. Sizov, Yu.M. Shernyakov, I.N. Kaiander, A.E. Zhukov, A.R. Kovsh, S.S. Mikhrin, V.M. Ustinov, Zh.I. Alferov, R. Heitz, V.A. Shchukin, N.N. Ledentsov, D. Bimberg, Yu.G. Musikhin, and W. Neumann, Phys. Rev. B 62(24), 16671 (2000),
http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.62.16671

[5] S. Sanguinetti, M. Henini, M. Grassi Alessi, M. Capizzi, P. Frigeri, and S. Franchi, Phys. Rev. B 60(11), 8276 (1999),
http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.60.8276

[6] T.V. Torchynska, J.L. Casas Espinola, L.V. Borkovska, S. Ostapenko, M. Dybiec, O. Polupan, N.O. Korsunska, A. Stintz, P.G. Eliseev, and K.J. Malloy, J. Appl. Phys. 101(2), 024323 (2007),
http://link.aip.org/link/doi/10.1063/1.2427105

[7] L. Seravalli, M. Minelli, P. Frigeri, S. Franchi, G. Guizzetti, M. Patrini, T. Ciabattoni, and M. Geddo, J. Appl. Phys. 101(2), 024313 (2007),
http://link.aip.org/link/doi/10.1063/1.2424523