Single piezoelectric InAs quantum dot spectroscopy


This item is provided by the institution :
University of Crete
Repository :
E-Locus Institutional Repository
see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*

Semantic enrichment/homogenization by EKT
2008 (EN)
Φασματοσκοπία μεμονωμένων πιεζοηλεκτρικών κβαντικών τελειών InAs
Single piezoelectric InAs quantum dot spectroscopy

Ξενογιάννη, Χριστίνα Δ

Η φασματοσκοπία μεμονωμένων κβαντικών τελειών αποτελεί ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο για την εις βάθος μελέτη των οπτικών ιδιοτήτων τους. Τα τελευταία χρόνια οι έρευνες έχουν στραφεί προς τη μελέτη κβαντικών τελειών αναπτυγμένων σε πολικές διευθύνσεις, όπως (Ν11). Οι ετεροδομές αυτές είναι ύπο τάση (strain) γεγονός που κάνει δυνατή την ανάπτυξη ισχυρών πιεζοηλεκτρικών πεδίων κατά μήκος του άξονα ανάπτυξης. Τα πεδία αυτά μεταβάλουν δραστικά τις οπτικές και ηλεκτρονικές ιδιότητες των κβαντικών τελειών. Στην παρούσα εργασία μελετάται μία σειρά δειγμάτων κβαντικών τελειών InAs αναπτυγμένων σε υπόστρωμα GaAs(211)B. Οι κβαντικές τελείες αναπτύχθηκαν με ΜΒΕ με τη μέθοδο Stranski-Krastanow, σε διαφορετικές συνθήκες ανάπτυξης (θερμοκρασία, ρυθμός ανάπτυξης, χρόνος ανάπτυξης). Ο δομικός χαρακτηρισμός των δειγμάτων πραγματοποιήθηκε με μικροσκοπία ατομικής δύναμης (AFM). Ο οπτικός χαρακτηρισμός του κατάλληλου δείγματος πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο της μ-PL, κατά την οποία συλλέχθηκαν φάσματα εκπομπής μεμονωμένων τελειών. Για την απομόνωση των κβαντικών τελειών δημιουργήθηκε στην επιφάνεια των δειγμάτων μάσκα Al/Cr με κυκλικά ανοίγματα της τάξης των μερικών εκατοντάδων nm. Η πηγή διέγερσης που χρησιμοποιήθηκε ήταν laser He-Cd συνεχούς εκπομπής με μήκος κύματος 325nm. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν σε κρυοστάτη υγρού ηλίου και σε θερμοκρασίες 5-80K. Η εκπεμπόμενη PL ανιχνεύθηκε με τη χρήση κάμερας CCD ψυχόμενης με υγρό άζωτο. Στα προκύπτοντα φάσματα διακρίνονται 2 κορυφές, μία προερχόμενη από εξιτόνιο και μία από διεξιτόνιο. Η κορυφή του διεξιτονίου εμφανίζεται σε υψηλότερες ενέργειες από αυτή του εξιτονίου, γεγονός που καθιστά την ενέργεια δέσμευσής του αρνητική. Η μελέτη των ενεργειών εξιτονίου και διεξιτονίου συμπληρώθηκε από την κατασκευή ενός θεωρητικού μοντέλου συνεπούς με τα πειραματικά αποτελέσματα. (EL)
Single quantum dot spectroscopy is a very useful tool for the study of the QD optical properties. In the recent years research studies have been oriented towards quantum dots grown on polar directions, for example (N11). These heterostructures are strained, which induces strong piezoelectric fields along the growth axis. These fields drastically alter the optical and electrical properties of the QDs. The current project consists of a study of several samples of InAs QDs grown on GaAs(211)B substrates. The QDs were grown by MBE according to the Stranski-Krastanow method, under various growth conditions (temperature, growth rate, growth duration). The samples were structurally characterized using atomic force microscopy (AFM). One of the samples has been selected for optical characterization using the μ-PL method, where single quantum dot emmition spectra have been gathered. In order to isolate the quantum dots, an Al/Cr shadow mask with circular apertures of a few hundreds of nm was fabricated on the surface of the sample. The excitation source used was a cw He-Cd laser emitting at 325nm. The experiments were performed in a liquid He cryostat, at various temperatures ranging between 5 and 80K. The PL emission was detected with a nitrogen-cooled CCD detector. The spectra are dominated by two peaks, the one originated from the exciton and the other from the biexciton emission. The biexciton emission peak appears on the higher energy side of the exciton emission peak, which leads to the conclusion that the biexciton binding energy is negative. The study of the exciton and biexciton binding energies was completed with the construction of a theoretical model consistent with our experimental results (EN)


Single quantum dot spectroscopy
Κβαντικές τελείες InAs
Φασματοσκοπία μεμονωμένων κβαντικών τελειών
Piezoelectric quantum dots
InAs quantum dots
Πιεζοηλεκτρικές κβαντικές τελείες

Πανεπιστήμιο Κρήτης (EL)
University of Crete (EN)


*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)