RADIATIVE DECAY OF A TRION IN A QUANTUM WELL OF SEMICONDUCTOR HETEROSTRUCTURE
Abstract
A quasi-classical model of the negative trion (exciton + electron) decay in a single crystalline quantum well (QW) into a c-band electron and the exciton followed by a recombination of the electron and hole constituting the exciton was developed. It was shown that the trion binding energy increases when the QW quantum-size energy levels are filled with electrons from the semiconductor matrix selectively doped with donors. It was established by calculations that the width of the trion emission line is slightly larger than that for a single exciton. On the whole, the obtained results agree with the known experimental data on low-temperature radiative decay of trions in QW. It was pointed out on the possibility of change of the trion quantum-size energy levels population under the action of a longitudinal (along the QW) electric field. A scheme of a stationary light-emitting device based on radiative transitions of trions (that not leading to their decay) between quantum-size energy levels was proposed.
About the Authors
N. A. Poklonski
Belarusian State University
Russian Federation
Russian Federation
A. N. Dzeraviaha
Belarusian State University
Russian Federation
Russian Federation
S. A. Vyrko
Belarusian State University
Russian Federation
Russian Federation
A. I. Siahlo
Belarusian State University
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Г. Месси. Отрицательные ионы, Москва, Мир (1979)
2. Б. М. Смирнов. Физика атома и иона, Москва, Энергоатомиздат (1986)
3. А. И. Ансельм. ЖЭТФ, 24, № 1 (1953) 83-89
4. M. A. Lampert. Phys. Rev. Lett., 1, N 12 (1958) 450-453
5. Р. А. Сергеев, Р. А. Сурис. ФТТ, 43, № 4 (2001) 714-718
6. B. Stébé, C. Comte. Phys. Rev. B, 15, N 8 (1977) 3967-3979
7. R. Schilling, D. C. Mattis. Phys. Rev. Lett., 49, N 11 (1982) 808-811
8. B. Stébé, A. Ainane. Superlatt. Microstruct., 5, N 4 (1989) 545-548
9. K. Kheng, R. T. Cox, Y. Merle d’Aubigné, F. Bassani, K. Saminadayar, S. Tatarenko. Phys. Rev. Lett., 71, N 11 (1993) 1752-1755
10. G. V. Astakhov, D. R. Yakovlev, V. P. Kochereshko, W. Ossau, J. Nürnberger, W. Faschinger, G. Landwehr. Phys. Rev. B, 60, N 12 (1999) 8485-8488
11. Н. А. Поклонский, А. И. Сягло, С. А. Вырко. Журн. прикл. спектр., 68, № 3 (2001) 287-290 [N. A. Poklonskii, A. I. Syaglo, S. A. Vyrko. J. Appl. Spectr., 68 (2001) 371-376]
12. D. M. Whittaker, A. J. Shields. Phys. Rev. B, 56, N 23 (1997) 15185-15194
13. Д. Б. Турчинович, В. П. Кочерешко, Д. Р. Яковлев, В. Оссау, Г. Ландвер, Т. Войтович, Г. Карчевский, Я. Коссут. ФТТ, 40, № 5 (1998) 813-815
14. Н. В. Старостин. Журн. прикл. спектр., 50, № 4 (1989) 535-551 [N. V. Starostin. J. Appl. Spectr., 50 (1989) 333-347]
15. Н. А. Поклонский, А. И. Сягло. ФТТ, 43, № 1 (2001) 152-158
16. А. Я. Шик. ФТП, 29, № 8 (1995) 1345-1381
17. J. Siviniant, D. Scalbert, A. V. Kavokin, D. Coquillat, J.-P. Lascaray. Phys. Rev. B, 59, N 3 (1999) 1602-1604
18. Н. А. Поклонский, С. А. Вырко, С. Л. Поденок. Статистическая физика полупроводников, Москва, КомКнига (2005)
19. В. П. Кочерешко, Р. А. Сурис, Д. Р. Яковлев. УФН, 170, № 3 (2000) 335-338
20. C. Riva, F. M. Peeters, K. Varga. Phys. Rev. B, 61, N 20 (2000) 13873-13881
21. J. Robertson. Phil. Mag. B, 66, N 2 (1992) 199-209
22. Н. А. Поклонский, С. А. Вырко. Журн. прикл. спектр., 69, № 3 (2002) 375-382 [N. A. Poklonski, S. A. Vyrko. J. Appl. Spectr., 69 (2002) 434-443]
23. Н. А. Поклонский, С. А. Вырко, О. Н. Поклонская, А. Г. Забродский. ФТП, 50, № 6 (2016) 738-750
24. W. Ossau, D. R. Yakovlev, C. Y. Hu, V. P. Kochereshko, G. V. Astakhov, R. A. Suris, P. C. M. Christianen, J. C. Maan. ФТТ, 41, № 5 (1999) 831-836
25. V. V. Solovyev, I. V. Kukushkin. Phys. Rev. B, 79, N 23 (2009) 233306
26. Е. Ф. Гросс, С. А. Пермогоров, Б. С. Разбирин. УФН, 103, № 3 (1971) 431-446
27. Н. Б. Брандт, В. А. Кульбачинский. Квазичастицы в физике конденсированного состояния, Москва, Физматлит (2005)
28. Ю. Г. Кусраев, Р. П. Сейсян. В сб. “Петербургская-Ленинградская школа электроники”, СПб, СПбГЭТУ ЛЭТИ (2013) 234-257
29. K.-S. Lee, E.-H. Lee. J. Appl. Phys., 76, N 10 (1994) 5778-5781
30. Р. П. Сейсян. ФТТ, 58, № 5 (2016) 833-880
31. G. Bastard, E. E. Mendez, L. L. Chang, L. Esaki. Phys. Rev. B, 26, N 4 (1982) 1974-1979
32. T. Miyajima, F. P. Logue, J. F. Donegan, J. Hegarty, H. Okuyama, A. Ishibashi, Y. Mori. Appl. Phys. Lett., 66, N 2 (1995) 180-182
33. O. Madelung. Semiconductors: Data Handbook, Berlin, Springer (2004)
34. S. Adachi. Properties of Semiconductor Alloys: Group-IV, III-V and II-VI Semiconductors, Chippenham, Wiley (2009)
35. E. L. Ivchenko. Optical Spectroscopy of Semiconductor, Harrow, Alpha Science (2005)
36. K. Hess. Physica B+C, 117-118, Pt 2 (1983) 723-728
37. И. Б. Левинсон. ФТП, 7, № 9 (1973) 1673-1683
38. K. Hess. Appl. Phys. Lett., 35, N 7 (1979) 484-486
39. И. Б. Левинсон. УФН, 139, № 2 (1983) 347-355
40. M. R. Querry. Contractor Report CRDEC-CR-88009 (1987)
41. F. Dujardin, A. El Hassani, E. Feddi, B. Stébé. Solid State Commun., 103, N 9 (1997) 515-518
42. J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, A. Y. Cho. Science, 264, N 5158 (1994) 553-556
Review
For citations:
Poklonski N.A., Dzeraviaha A.N., Vyrko S.A., Siahlo A.I. RADIATIVE DECAY OF A TRION IN A QUANTUM WELL OF SEMICONDUCTOR HETEROSTRUCTURE. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2017;84(4):586-594. (In Russ.)
Views: 306
Email this article 