OPTICAL FEATURES OF InAs QUANTUM
DOTS-IN-A-WELL STRUCTURES
R. Nedzinskas
a, B. Čechavičius
a, A. Rimkus
a
, J. Kavaliauskas
a, G. Valušis
a, L.H. Li
b
, and E.H. Linfield
b
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