Анотація до роботи:

Вуйчик М.В. “Фотолюмінесценція та комбінаційне розсіювання світла у самоіндукованих наноострівцевих структурах CdSe/ZnSe”. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 – фізика твердого тіла. – Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України, Київ, 2005.

Дисертація присвячена дослідженню структурних та композиційних властивостей самоіндукованих наноострівцевих структур CdSe/ZnSe, отриманих методом молекулярно-променевої епітаксії. Показано, що спектральне положення максимуму фотолюмінесценції визначається ефектом інтердифузії Cd i Zn в області вставки та залежить від номінальної товщини вставки. Неоднорідно-розширена форма смуги випромінювання зумовлена одночасним вкладом у спектр фотолюмінесценцію двовимірного Cd_xZn_1-xSe шару та локальних острівцевих включень зі збільшеним вмістом Cd.

Встановлено, що форма та положення дефектної смуги випромінювання наноструктур залежить від температури вимірювань та енергії збудження, що зумовлено локалізацією структурних дефектів в різних частинах гетероструктури.

Вперше виявлено та досліджено антистоксову фотолюмінесценцію наноструктур CdSe/ZnSe. Механізм її збудження пояснено на основі моделі двоступеневого процесу збудження через реальні проміжні глибокі енергетичні рівні.

Показано, що при резонансному збудженні форма смуги випромінювання наноструктури CdSe/ZnSe визначається сильною взаємодією локалізованих екситонів з оптичними фононами вставки. Отримані результати інтерпретовані в рамках моделі екситонного краю рухливості

1. Підтверджено істотну роль процесів інтердифузії та сегрегації атомів Cd в процесі вирощування наноструктур CdSe/ZnSe методом молекулярно-променевої епітаксії. Останнє приводить до утворення 2D-шарів Cd_xZn_1-xSe з внутрішньошаровими включеннями наноострівців збагачених Cd.

2. Експериментально отримано підтвердження впливу флуктуацій компонентного складу на неоднорідне уширення смуги випромінювання наноострівців.

3. Встановлено кореляцію між енергетичним положенням максимумом, інтенсивністю випромінювання дефектної смуги та енергетичним положенням і інтенсивністю смуги випромінювання наноострівців; обґрунтувано ймовірність локалізації дефектів вакансійного типу на гетероінтерфейсі наноострівці – бар’єрний шар.

4. Проведено дослідження антистоксової ФЛ CdSe/ZnSe структур при температурах 5 – 300 К. Механізм збудження антистоксової ФЛ пояснено з використанням моделі двоступеневого процесу збудження через реальні проміжні глибокі енергетичні рівні, обумовлені структурними дефектами.

5. Доведено наявність механічних напружень в бар’єрних шарах ZnSe та утворення хвостів густини станів в багатошарових структурах.

6. Показано, що зміна компонентного складу наноострівців є визначальним чинником у частотному зсуві LO-фононних смуг в спектрі КРС при зміні енергії збудження в межах смуги випромінювання наноострівців.

7. Показано, при збудженні з енергією кванта нижче ефективного краю рухливості екситонів відбувається зміна спектральної форми смуги випромінювання наноострівців у порівнянні з нерезонансним збудженням. Останнє зумовлене швидкими релаксаційними процесами з домінуванням взаємодії локалізованих екситонів з оптичними фононами. Отримані експериментальні дані інтерпретовані в рамках моделі ефективного екситонного краю рухливості.

Публікації автора:

1. Валах М.Я., Стрельчук В.В., Артамонов В.В., Вуйчик М.В., Іванов С.В., Сорокін С.В., Шубіна Т.В. Фотолюмінесценція та комбінаційне розсіювання світла CdSe/ZnSe наноструктур // Фізичний збірник НТШ. – 2002. – Т.5. – C. 141-149.

2. Semenova G.N., Venger E.F., Valakh M.Ya., Sadofyev Yu.G., Korsunska N.O., Strelchuk V.V., Borkovska L.V., Papusha V.P., Vuychik M.V. Optical investigation of point defects on quantum dot CdSe/ZnSe interface // J. Phys.: Condens. Matt. – 2002. – Vol. 14, №49. – P. 13375-13380.

3. Strelchuk V.V., Valakh M.Ya., Vuychik M.V., Ivanov S.V., Kop’ev P.S., Shubina T.V. High-efficient up-conversion of photoluminescence in in CdSe quantum dots grown in a ZnSe matrix // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. – 2002. – Vol. 5, №4. – P. 343-346.

4. Valakh M.Ya., Korsunska N.O., Sadofyev Yu.G., Strelchuk V.V., Semenova G.N., Borkovska L.V., Artamonov V.V., Vuychik M.V. Anti-Stokes Photoluminescence and structural defects in CdSe/ZnSe nanostructures // Matter. Scie. & Eng. B. – 2003. – Vol. 101. – P. 255-258.

5. Валах М.Я., Лисица М.П., Стрельчук В.В., Вуйчик Н.В., Иванов С.В., Торопов А.А., Шубина Т.В., Копьев П.С. Экситонная рекомбинация около края подвижности в CdSe/ZnSe-наноструктурах // ФТП. – 2003. – Том 37, №11. – P. 1374-1379.

6. Валах М.Я., Вуйчик Н.В., Иванов С.В., Местрес Н., Паскуал Ж., Сорокин С.В., Стрельчук В.В., Шубина Т.В. Комбинационное рассеяние света в CdSe/ZnSe наноструктурах // Матер. ІІІ Міжнародної школи-конференції “Сучасні проблеми фізики напівпровідників”. – Дрогобич (Україна). – 2001. – С. 48.

7. Валах М.Я., Венгер Е.Ф., Корсунская Н.Е., Семенова Г.Н., Стрельчук В.В., Борковская Л.В., Вуйчик Н.В., Садофьев Ю.Г. Собственные структурные дефекты и антистоксовое излучение в многослойных CdSe/ZnSe структурах с квантовыми точками // Материалы совещания «Нанофотоника». – Нижний Новгород (Россия). – 2002. – С. 59-62.

8. Valakh M.Ya., Korsunska N.O., Sadofyev Yu.G., Strelchuk V.V., Semenova G.N., Borkovska L.V., Artamonov V.V., Vuychik M.V. Anti-Stoks luminescence and structural defects in CdSe/ZnSe heterostructures // E-MRS Spring Meeting 2002. – Strasbourg (France). – 2002. – P. S-31.

9. Strelchuk V.V., Valakh M.Ya., Vuychik M.V., Ivanov S.V., Kop’ev P.S., Shubina T.V. High-efficient up-conversion of photoluminescence in CdSe/ZnSe nanostructures // 10^th international symposium “Nanostructures: Physics and Technology”. – St-Petersburg (Russia). – 2002. – P. 85-88.

10. Стрельчук В.В., Валах М.Я., Венгер Е.Ф., Садофьев Ю.Г., Корсунская Н.Е., Семенова Г.Н., Борковская Л.В., Вуйчик Н.В. Компонентное смешивание и механические напряжения в гетероструктурах CdSe/ZnSe с квантовыми точками // Матер. 1 Укр. конф. з фізики напівпровідників. – Одеса (Україна). – 2002. – Том 1. – С. 107.

11. Valakh M.Ya., Lisitsa M.P., Strelchuk V.V., Vuychik M.V., Ivanov S.V., Kop’ev P.S., Toropov A.A., Shubina T.V. Exciton recombination near the mobility edge in CdSe/ZnSe nanostructures // 11^th International symposium “Nanostructures: Physics and Technology”. – St-Petersburg (Russia). – 2003. - P. 208-209.

12. Валах М.Я., Вуйчик Н.В., Лисица М.П., Стрельчук В.В., Иванов С.В., Копьев П.С., Торопов А.А., Шубина Т.В. Влияние интердиффузии и структурных дефектов на оптические свойства CdSe/ZnSe наноструктур // Тез. Четвертого Международного украинско-русского семинара “Нанофизика и наноэлектроника”. – Киев (Украина). – 2003. – С. 12-13.