Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее вреия однии из наиболее интенсивно развивающихся заправлений физики твердого тела является исследование квантовых размерных а^вктоз (КРЭ) в полупроводниковых (п/п) структурах о пониженной рэзиерностью. Последние, как- известно, проявляются в условиях, когда длина де-бройлевокой волны носителей заряда (КЗ) становится сравнимой с характерными рээыерэми образца. В условиях КРЭ происходит понихояие эффективной разиэрности сиотеыы в связи о потерей степени свободу в направлении квантования, з рэзультато чего .<8коиы дисперсии і 13 судественно изменяется. Зто, в свои 043-редь, приводит к появлении новых, весьма своеобразных физических свойств і' размерно квантованных (РК) сзстеи, оудествеяао отличающихся от свойств массивных образцов.
Системы с квантованиеы в- одной направланаи составляю* обширный илэсо двумерных (2Д) электронных СИСТ8Ч, прнмвраый которых являются: газ 113 в гетеропереходе и инверсионных алоях,. нвантовые ямы, сзорхрешетьи и др.[1].
С чисто научной точки зрения исследование свойств 2Д-ояо-теи имеет первостепенное знэченив, поскольку именно в этой области оыли обнарукены слвбая и андерсоновсная локализации электронов и квантовый эффект Холле [1,2] . С другой стороны, ЇД-сисгеми, в особенности инверсионные слоя, йогут одузять з качества удобных модельных систем для проверки предокаавнай ііногочаствчиьд теорий, поскольку концентрацию ИЗ в аих иокно ізиенягь в достаточно широких пределах.
Исследование КРЭ успешно проводилось я а п/п структурах ; одномерным (ІД) электронный г8воыг такий как ультрзтоияиа
- -.* -
каналы, аитевнддые кристаллы, квантовые проволоки. В настоящее врэыя обсувдовтся различные возмояности реализации квазиодномерных 8дектрониых нитей а прозодятоя работы по созданию новых типов функциональных элементов на базе ІД-систои [і].
Наряду о 2Д із ІД структурами, большое внимание уделяется иаученип нульмерных структур (ОД), представляющих собой п/п иакрокриоталлы, вырацоняые в различных дивлектрических средах.
Современная яехвологвя позволяет целенаправленно варьировать раааеры таких ынярокрцстэлдовув достаточно вироках преде-рзх о» 15 8 до 1000 Л. Ьто даех возыоаыооть делать п/п микро-краоталлы удобными объектами для исследования КРЭ в разных предельных случаях ах'геометрических размзров [л] .Здесь можно добиться целенаправленного изменения энергетической зонной структуры квазЕчас?ац - електролов и дырок в зависимости от размеров ыакрокристаллов.
Оптические методы явдяютоя наиболее информативными при оксперинеитадьном и теоретическом исследований таких ОД-систем. Окспершшнты ло мехзоаноау поглоценна, поставленные на образцах Си.С[5], CdS[6], выявили нелинейную зависимость энергетического спектра каазичастиц ог квадрата обратного радиуса мик-рокристалла i/Ra, В иодели простой зоны, в квадратичном при-блигонии, эта зависимость линейно, с наклонен относительно оси і/'р* , зависящим от аффективной массы нвазичастиц.
Для-тоорйтичвсаого исследования спектра квааичветиц в мооледуемих иі'.ірск$;.!0У8ллах необходимо учесть, во-первых,олок-ную структуру валеитыей эоцц, во-вторых, специфику нулоновско-го взаимодействия квазичаотиц в присутствии готарограницы.
Диссертации посвящена теоретическому исследованию опти-
ческих овойотв ыикрокрисгвллов о учетов слоеной структури валентной аоны при произвольной значений эноргви сппн-орбатель-аого рвсцепления Д , а такав вяаяпия кудонозского вавйно-доЯотвия ID.
Выполнено сравнение теоретических результатов о їшєвцеіів-ся экспериментальными результатеии.
Актуальность диссертации определяется нэобходзмоотьо, во-первых, получения дисперсионных соотношения для дырочных состояний при конечной знэчения спин-орбитадьаого росщепяеяяя, имеющего место у ряда пояуярозодников, во-зторнх, определения элективных иасс кзэзичэстиц, нэв вавдейпих хароятораотая зонной структуры азлоизучацннх полупроводааков. Целью диссертации является:
1) разработка тооряи, опиоыветаей, аноргетпчесіша спок-у алоктр'оиов и дырок в с^еричвснк-сииивтричкоц п/п нйкронрпс-талле, с учетом слоеной структуры валентной зона, о также учитывавшей кулоновское ваэпмодэйствие некду ними э лпиейясы реаиие (экоктоны) п в нелинейной (Озэкоигопы);
її) применение дисперсионных соотношений для дарок в п/п ыинрокриствлло с больший значением энергии спин-орбвтальвого растепления Д-* со для получения оптвчаского спектра нак-рокрнстоллов Сесщелзвого полупроводника Н*ИЄ «
Научная новизна работы определяется следувааав розунь-твтвии. Установлено, что в иакрокрлсталлэх CcLS нззсго раз-нерв ( < 30 8 ), ннівий уровень дырки язлявтсн ссстояпиои Р -тапэ симметрия я не дает вклада в оптячэсяий переход
- 6 -да вв&ша уровень размерного квантования электрона ( S -типа симметрии). Край Ц0ГДО48НИН микрокристаллов CcLS формируется несколькими .сравнимыми по интенсивности переходами о разных уровней размерного квантования дырок.
Скачок диэлектрической проницаемости на границе полупро-водцик-стекдо осдабдявт аффект отрицательности "анергии свя-аа" ( ёс*.-Д*х - & ) для основного терна биаконтоиа ( при А-*со терм Э~э. » а Л=0 J=d) и усиливает для воз-буаданных термов ( при &-*са 3-0;1 « а Л-О э-О ).
Научно-практическая значимость работы состоит в той, что исследование КРЭ в п/п микрокриствлдах в равных предельных случаях их размеров, а такег при созданий общих теоретических представлений относительно оптнчеоаих свойств ыикрокристаллов при произвольном значении спин-орбитального расщепления Д , позволит одолеть ааи иикрокристадлы удобными объектами для целенаправленного изаенания енергегического опектра НЗ в довольно аироких пределах. Получзаиыа результаты существенны для юоедедовекая зонной структуры ллоизучоиных п/п (т.е. определения даттиндкеровских параметре. Jlt ф f?J).
Исследование КРЬ в микрокр^стздлах бесщеаових п/п мокєї стать нагодок научения бесщедевого состояния вещества.
Основные положения, выносиыыо иа защиту;
I* Урввианиа состояний дырок в цестикратво вырожденной ва-пэнгной зове CdS при конечно» спин-орбитальном расцеплении. Энергетический спектр дырок в п/п микрокристэлла с учетом слонной сір^;:'.і'урн валентной зоны, и правила отбора при пврэходех в этой аоне.
2. Образование оптической щели в олектре нвозичастиц в бешцелевом п/п ыйкрокристалле на основе Ня-Т* г величина которой прзвшаает «личану термической анергии размазывания НЗ.
3. Скачем да&'шнтричеокоЙ проницаемости не границе по-
дуироводешг-пюкд.-.', ооааблявдий отрицательнооть анергии свя-
зи';оиакоиї'- > для о.; лшго териа и усиливавший ев для воз
бужден ьщ. їермов.' і '''''.'."
Апробация работы. Основные результаты диооертации до-
клэдывались но ХП и ХІУ Всзсоюзных совешшях по теория полупроводников (г.Ташкент, 1985 г.; г.Лонецк, 1989 г.), з тэкке нэ первой конференции физической к химической поверхности а границ раадола узкощоловых полупроводников (гДьвоіц 1990г.).
Публикации. Но иаториэлзи диссертации опубликовано 5 работ, список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем роботы. Диссертационная работа состоит
из обзора литературы, двух глав, двух прилоганнй, заключения
и списка литературы. Общий объем работы стрвниц, рисун-
ков - 8, таблиц - 5, библиографии включает 107 нэиаоноввний.
