Оптические явления в полупроводниковых микро- и наноструктурах в сильных электрических полях

Целью проекта является проведение экспериментальных и теоретических исследований процессов взаимодействия излучения терагерцового и среднего инфракрасного (ИК) диапазонов с легированными полупроводниковыми структурами в условиях разогрева и дрейфа носителей заряда в сильных электрических полях. Основной задачей, решаемой в 2024 году, были исследования влияния разогрева и дрейфа электронов в электрическом поле на поляризационные характеристики излучения фотолюминесценции и другие оптические эффекты в различных полупроводниках. Исследованы неполяризованные спектры фотолюминесценции (ФЛ) эпитаксиальных слоев GaAs в присутствии продольного электрического поля, приводящего к разогреву и дрейфу носителей заряда. С помощью анализа коротковолнового крыла спектров рассчитана зависимость электронной температуры от электрического поля для двух предельных случаев: когда температура дырок совпадает с температурой электронов и когда дырки не разогреваются и их температура равна температуре решетки. Выполнен расчет спектральной зависимости степени линейной поляризации излучения люминесценции в условиях межзонного фотовозбуждения и воздействия однородного электрического поля в объемном полупроводнике n-InAs. Исследована терагерцовая фотолюминесценция, возникающая при захвате на основное донорное состояние неравновесных электронов, возбужденных при оптической межзонной накачке структуры с эпитаксиальным слоем GaAs. Определены особенности разогрева электронов в квантовой яме, возникающей на гетероинтерфейсе GaN/AlGaN, при температуре решетки 4,2 К, связанные с различными типами фононных мод. Рассчитана скорость потери энергии двумерными электронами при рассеянии на интерфейсных оптических фононах и оптических фононах полупространства. Показано, что такой расчет приводит к наибольшему разогреву электронов при одновременном учете накопления фононов и динамического экранирования.