Photoluminescence of Ge/Si Nanostructures with Ge Quantum Dots
Abstract
Photoluminescence (PL) of Ge/Si nanostructures with Ge quantum dots (QDs) at 5, 78 and 300 K was studied. The nanostructures were grown by molecular beam epitaxy on single-crystal silicon substrates under 2 keV Ge+ ion irradiation and without irradiation. An effect of increasing the intensity of a broad PL band in the energy range of ~0.8 eV was found when the nanostructures were irradiated with Ge+ ions. A comparative analysis of the PL spectra recorded from the side of the silicon substrate and from the side of the formation of Ge/Si nanostructures was performed. It was found that during the growth of multilayer Ge/Si nanostructures with Ge QDs at temperatures of 500—600 °C thermal defects of the structure are formed in silicon, causing the appearance of an electron-vibrational bands with zero-phonon lines P ~ 0.767 eV, C ~ 0.789 eV, and H ~ 0.926 eV.
About the Authors
V. D. ZhivulkoBelarus
Minsk
A. V. Mudryi
Belarus
Minsk
O. M. Borodavchenko
Belarus
Minsk
Zh. V. Smagina
Russian Federation
Novosibirsk
V. A. Zinoviev
Russian Federation
Novosibirsk
A. F. Zinovieva
Russian Federation
Novosibirsk
A. V. Dvurechensky
Russian Federation
Novosibirsk
References
1. Н. И. Сорокин, Б. П. Соболев. ФТТ, 61, № 1 (2019) 53—58, https://doi.org/10.21883/FTT.2019.01.46893.181
2. В. Ф. Криворотов, С. З. Мирзаев, Г. С. Нуждов. ЖТФ, 87, № 3 (2017) 360—366, https://doi.org/10.21883/JTF.2017.03.44239.1686
3. А. К. Иванов-Шиц, И. В. Мурин. Ионика твердого тела, т. 2, Санкт-Петербург, изд-во СПб ун-та (2009) 218—228
4. Ю. Я. Гуревич, Ю. И. Харкац. Суперионные проводники, Москва, Наука (1992) 12—31
5. R. C. Agrawal, R. K. Gupta. J. Mater. Sci., 34 (1999) 1131—1162, https://doi.org/10.1023/A:1004598902146
6. Н. И. Сорокин. Кристаллография, 68, № 1 (2023) 58—61, https://doi.org/10.31857/S0023476123010253
7. М. П. Шаскольская. Кристаллография. Учебник для втузов. Москва, Высшая школа (1976)
8. В. Ф. Криворотов, Г. С. Нуждов. ЖТФ, 82, № 12 (2012) 58—62, http://journals.ioffe.ru/articles/10772
9. J. Wang, Y. Yan, H. Liu, G. Zhang, D. Yue, S. Tong, C. Gao and Y. Han. J. Phys. Chem. Chem. Phys., 22 (2020) 26306—26311, https://doi.org/10.1039/D0CP03579C
10. B. M. Voronin, S. V. Volkov. Russ. J. Electrochem., 4, N 1 (2004) 44—49, https://doi.org/10.1023/B:RUEL.0000012073.09658.4f
11. P. E. Ngoepe, W. M. Jordan, C. R. A. Catlov, J. D. Comins. Phys. Rev. B, 41, N 6 (1990) 3815—3823
12. J. D. Dutra, M. A. Filho, G. B. Rocha, R. O. Freire, A. M. Simas, J. J. P. Stewart. Chem. Theory Comp., 9, N 8 (2013) 3333—3341, https://doi.org/10.1021/ct301012h
13. Х. Гулд. Компьютерное моделирование в физике, ч. 1, Москва, Мир (1990) 147—149
14. Э. Д. Дьелесан, Д. Руайе. Упругие волны в твердых телах. Применение для обработки сигналов, Москва, Наука (1982) 332—343
15. Ю. И. Сиротин, М. П. Шаскольская. Основы кристаллофизики, Москва, Наука (1979) 323—332
16. F. R. Akhmedzhanov, S. Z. Mirzaev, U. A. Saidvaliev. Ferroelectrics, 556, N 1 (2020) 23—28, https://doi.org/10.1080/00150193.2020.1713335
17. Zh. Lv, C. Cheng, Ya. Cheng, X. Chen, G. Ji. Comp. Mater. Sci., 89 (2014) 57—64, https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2014.03.011
Review
For citations:
Zhivulko V.D., Mudryi A.V., Borodavchenko O.M., Smagina Zh.V., Zinoviev V.A., Zinovieva A.F., Dvurechensky A.V. Photoluminescence of Ge/Si Nanostructures with Ge Quantum Dots. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2025;92(6):761-765. (In Russ.)





















