Форма 503. РАЗВЕРНУТЫЙ НАУЧНЫЙ ОТЧЕТ

3.1. 96-02-17952
3.2. Теоретическое исследование электронных и оптических
     свойств и процессов роста полупроводниковых
     гетероструктур с квантовыми точками и напряженными
     квантовыми ямами.
3.3. 02-200, 02-202
3.4. Теоретический анализ и компьютерное моделирование
     процессов самопроизвольного образования квантовых точек
     и структур с периодическим распределением концентрации
     компонент твердых растворов в процессе эпитаксиального
     роста при наличии большого рассогласования периодов
     решеток сопрягающихся слоев.  Теоретический анализ и   
     компьютерный расчет спектров носителей в сверхрешетках
     из квантовых точек и квантовых ям с напряженными слоями.
     Теоретический анализ протекания тока и блоховских
     осцилляций в сверхрешетках на основе квантовых точек.
     Теоретическое исследование процессов безызлучательной
     оже-рекомбинации в квантовых точках и напряженных
     квантовых ямах.

3.5. Согласно плану произведен комплексный теоретический анализ
     процессов самопроизвольного образования квантовых точек при
     эпитаксиальном росте. Рассмотрено влияние ступеней на
     вицинальных поверхностях на процессы образования квантовых
     точек (КТ). Проведено исследование параметров ростовой модели,
     отвечающих за самоорганизацию разориентированной поверхности с
     периодическим поверхностным рельефом, являющейся оптимальной
     подложкой для выращивания массивов квантовых точек.
     Проведено сравнение результатов монте-карловского моделирования
     эпитаксиального роста с численными решениями системы
     дифференциальных уравнений, описывающих нуклеацию и начальные
     стадии эволюции функции распределения зародышей по размерам.
     Уравнения получены в предположении о квазистационарности
     диффузионных процессов на поверхности.  Выявлены небольшие, но
     систематические различия, которые объясняются эффектами
     нестационарности.

     Согласно плану разработаны физические модели процессов эволюции
     структуры приповерхностных слоев многокомпонентных материалов в
     процессах их создания и модификации при ионном облучении.
     Реализованы компьютерные варианты моделей (для нитрида бора и
     карбида кремния), проведены расчеты с помощью разработанного
     программного компьютерного комплекса DYTRIRS-MGEAR, осуществлены
     сравнения расчетных и экспериментальных результатов.

     Согласно плану построена теория безызлучательной
     оже-рекомбинации (ОР) в полупроводниковых квантовых ямах (КЯ).
     Исследована температурная зависимость коэффициента ОР в КЯ и его
     зависимость от параметров ямы.  Найдены условия, при которых
     оже-процесс в КЯ переходит в объемный процесс. Исследована ОР в
     КЯ при участии фононов.

     Выполнен запланированный теоретический анализ спектра носителей
     в гетероструктурах с напряженными квантовыми ямами и квантовыми
     точками.

     Построена теория комбинированного экситон-циклотронного
     резонанса в квантовых ямах.  Теоретически рассмотрен спектр
     фотовозбуждения в области электрон-циклотронного резонанса в
     квантовых ямах с конечной концентрацией электронов.

     Проведено теоретическое исследование нового механизма
     внутризонного поглощения на свободном электронном газе,
     обусловленного электрон-электронным рассеянием.

     Проведен запланированный теоретический анализ влияния
     направления электрического поля на спектр электронов в
     сверхрешетках из квантовых точек в приближении сильной связи.
     Проведен анализ зависимости тока в сверхрешетке от направления
     электрического поля.

     В рамках двумерной модели вариационным методом получены
     зависимости энергии связи и волновой функции триона - комплекса
     <экситон + электрон> в квантовой яме от эффективных масс
     электрона и дырки.  Рассмотрено влияние магнитного поля,
     перпендикулярного квантовой яме, на энергию связи и волновую
     функцию триона.  Исследовано влияние экранирования на энергию
     связи и волновую функцию триона в двумерной квантовой яме.

     Проведено теоретическое исследование пороговых токов
     полупроводниковых инжекционных лазерах на квантовых точках (КТ)
     и зависимостей этих токов от дисперсии параметров КТ и
     температуры, а также явления многомодовой генерации.
     Проведено теоретическое исследование температурной зависимости
     плотности порогового тока нитридного лазера на многих квантовых
     ямах на основе InGaN.

3.6. Методом Монте-Карло исследованы зависимостии темпа взаимного
     поглощения кластеров при эпитаксиальном росте на вицинальных
     поверхностях от степени разориентации последних, что позволило
     оценить время, необходимое для выращивания однородного ансамбля
     квантовых точек. Была найдена зависимость дисперсии размеров
     КТ, образованных на вицинальной поверхности от угла ее
     отклонения от сингулярной. Показано, что из-за ячеистой формы
     рельефа вицинальной поверхности скорость коалесценции и
     разброс размеров КТ уменьшаются. Исследована зависимость рельефа
     поверхности от параметров модели. На основе этих данных было
     проведено численное моделирование роста поверхности. Результаты
     моделирования разориентированной поверхности дали хорошее
     совпадение с экспериментом. Таким образом, была частично
     решена задача об определении параметров ростовой модели.

     Для описания процесса нуклеации и эволюции двумерных зародышей в
     условиях полной конденсации использована модель, в которой
     эффективные вероятности присоединения и отсоединения адатомов от
     зародышей были получены путем решения самосогласованного
     стационарного уравнения диффузии. Результаты численного
     исследования этой модели были сопоставлены с результатами
     монте-карловского моделирования эпитаксиального роста. Несмотря
     на хорошее качественное соответствие как функций распределения
     зародышей по размерам, так и зависимостей концентраций адатомов
     и зародышей от времени, отклонения являются систематическими. В
     частности "аналитическая" концентрация адатомов всегда
     оказывается завышенной по сравнению с "монте-карловской", а
     функция распределения всегда смещена в сторону меньших размеров.
     Таким образом эффективные квазистационарные скорости
     присоединения и отсоединения адатомов от зародышей оказываются
     заниженными, и для более точного описания нуклеации в условиях
     молекулярно-лучевой эпитаксии необходим учет нестационарности
     диффузионных процессов.

     Выполнен теоретический анализ физических процессов, происходящих
     при высокодозном ионном облучении многокомпонентных и
     многослойных материалов на баллистической стадии. Создана
     компьютерная программа DYTRIRS для моделирования процессов
     имплантации и распыления многослойных и многокомпонентных
     материалов при высокодозном ионном облучении.

     Разработана компьютерная модель, позволяющая описывать процессы
     высокодозного ионного облучения с учетом накопления и
     термической рекомбинации радиационных дефектов. Модель
     оттестирована путем сравнения расчетных результатов с данными по
     ВИМС-профилированию специально выращенных полупроводниковых
     гетероструктур.

     Впервые теоретически исследован процесс формирования напряженной
     нанометровой сверхструктуры материала путем облучения ионами с
     большой энергией (сотни МэВ). Показано, что вследствие
     распределения на значительные глубины неупругих потерь энергии,
     происходит интенсивное проплавление материала вдоль трека
     облучающей частицы. Формирование в процессе остывания аморфной и
     кристаллических фаз создает разность объема, что приводит к
     "выдавливанию" лишнего объема на поверхность. Сформированные
     таким образом первоначальные "пики" и "ямы" (полученные в
     эксперименте) приводят к тому, что последующие облучающие ионы
     падают на существенно искаженную поверхность, где формируется
     развитая напряженная структура. Именно поля напряжений,
     генерируемые сформированными включениями переплавленной аморфной
     фазы, определяют условия формирования последующих "пиков", что
     приводит к их упорядочению.

     Проведено комплексное исследование дефектообразования и эволюции
     дефектной структуры в карбиде кремния при имплантации ионами
     азота и алюминия и отжиге. На основе этой модели, учитывающей
     поля упругих напряжений сжатия, созданных имплантированными
     ионами и комплексами межузельных атомов, с помощью программного
     компьютерного комплекса DYTRIRS-MGEAR рассчитаны распределения
     дефектов, удовлетворительно согласующиеся с экспериментальными
     RBS-данными.  Сравнение теоретических и экспериментальных
     результатов позволило установить иерархию дефектов, образованных
     в процессе имплантации.  Получены численные оценки отдельных
     кинетических параметров карбида кремния.

     Показано, что в КЯ существует три различных механизма
     оже-рекомбинации (ОР): а) пороговый, б) квазипороговый и в)
     беспороговый. Коэффициент ОР для порогового процесса является
     экспоненциальной функцией температуры. Эффективная пороговая
     энергия для квазипорогового процесса близка к нулю для
     достаточно узких квантовых ям, т.е. коэффициент для этого
     процесса практически не зависит от температуры, и переходит в
     трехмерное значение в пределе бесконечно широкой квантовой ямы.
     Беспороговый оже-коэффициент слабо зависит от температуры для
     любых квантовых ям. Показано, что в узких квантовых ямах
     преобладают беспороговый и квазипороговый процессы, а в широких
     квазипороговый и порогвый. В пределе бесконечно широкой ямы
     беспороговый коэффициент ОР обращается в нуль, а пороговый и
     квазипороговый переходят в трехмерный коэффициент ОР. Показано,
     что критическая ширина квантовой ямы, при которой это
     происходит, экспоненциально зависит от температуры.  Исследована
     ОР в квантовых ямах при участии продольных оптических фононов.
     Показано, что в отличие от объемного случая, в достаточно узких
     ямах этот процесс становится резонансным и усиливается. Найдены
     условия, при которых прямой оже-процесс доминирует над процессом
     ОР с участием фононов.

     Разработан метод "слабой связи" для расчета спектра носителей и
     волновых функций в гетероструктурах с напряженными квантовыми
     ямами и квантовыми точками. Метод основан на многоволновом
     приближении и модели Кейна. В рамках этого метода волновая
     функция носителей представляет собой суперпозицию состояний
     объемного полупроводника с определенными значениями
     квазиимпульса.  Рассчитана пространственная зависимость тензора
     напряжений, которая далее использовалась для расчета волновых
     функций и спектра носителей в квантовых точках.  Используя
     разработанный подход, исследованы спектры носителей квантовых
     точек на основе Zn(SMg)Se/CdSe; полученные результаты находятся
     в хорошем согласии с экспериментальными данными.

     Впервые показано, что в квантовых ямах в сильных магнитных
     полях, направленных перпендикулярно к их поверхности, возникают
     резонансы в спектрах отражения и поглощения с частотами,
     превышающими экситонную на величину, близкую к циклотронной
     частоте электронов. Это явление возникает в легированных КЯ и
     обусловлено многочастичными эффектами. Важным свойством этих
     резонансов нового типа, названных экситон-циклотронными,
     является их сильная зависимость от направления циркулярной
     поляризации возбуждающего света.  Найдены спектральные и
     поляризационные зависимости вероятности возбуждения
     экситон-циклотронного резонанса, а также ее зависимости от
     величины магнитного поля.

     Впервые рассмотрен механизм внутризонного поглощения излучения
     на свободном электронном газе в КЯ, обусловленный
     электрон-элеткронным взаимодействием. В случае квадратичного
     закона дисперсии в подзоне размерного квантования этот механизм
     поглощения не реализуется. Для его расчета необходимо учитывать
     непараболичность спектра электронов, связанную с взаимодействием
     зоны проводимости и валентной зоны. Показано, что при больших
     концентрациях носителей заряда, механизм поглощения за счет
     электрон-электронных столкновений может оказаться более
     эффективным, чем фононный или примесный механизмы.

     Найдены волновые функции электрона в сверхрешетке (СР) из
     квантовых точек в постоянном элекрическом поле в одноминизонном
     приближении. При определенных ориентациях поля относительно осей
     СР в приближении ближайших соседей уровни энергии электрона
     становятся вырожденными. Это вырождение снимается при учете
     интегралов перекрытия между более удаленными квантовыми точками.
     Показано, что вблизи таких выделенных направлений поля учет этих
     интегралов перекрытия существенно влияет на кинетические
     характеристики СР. Предсказаны резкие всплески тока при
     приближениии направления поля к направлениям векторов обратной
     сверхрешетки. Они должны наблюдаться в достаточно сильных полях,
     когда электроны сильно локализованы, и связаны с делокализацией
     в перпендикулярном к полю направлении.

     Вариационным методом получены зависимости энергии и волновой
     функции триона - комплекса экситон+электрон в двумерной квантовой
     яме от эффективных масс электрона и дырки, а также от величины
     магнитного поля, перпендикулярного яме в приближениях слабого,
     среднего и сильного полей.  Исследована зависимость энергии и
     волновой функции триона от экранирования. Рассматривались
     экспоненциальная и другие модели экранирования. В настоящий
     момент рассматривается возможность образования составного триона
     в двух соседних квантовых ямах. 

     Рассчитана зависимость порогового тока полупроводниковых
     инжекционных лазеров на КТ от поверхностной концентрации,
     дисперсии размеров КТ и длины резонатора. Найдены минимально
     допустимые концентрация КТ и длина резонатора и максимально
     допустимая дисперсия размеров КТ, за которыми генерация
     лазерного излучения невозможна. Показано, что в зависимости от
     температуры, глубин потенциальных ям для носителей и размеров КТ
     могут реализоваться различные режимы заполнения уровней
     размерного квантования в КТ - неравновесный и равновесный и
     определена граница между ними. Найдена температурная зависимость
     порогового тока лазера на КТ.  Определена характеристическая
     температуря $T_0$, отражающая эту зависимость. Показано, что при
     низких температурах определяющим фактором в температурной
     зависимости порогового тока является нарушение
     электронейтральности в КТ, а при высоких - рекомбинация
     носителей в области оптического ограничения, обусловленная
     термическими выбросами носителей из КТ. Показано, что при низких
     температурах пороговый ток лазера почти не зависит от
     температуры, а при высоких - растет экспоненциально.  Это
     объясняет экспериментально наблюдаемый при высоких температурах
     быстрый спад $T_0$ c температурой. Показано, что $T_0$ падает с
     увеличением разброса размеров КТ и растет с ростом поверхностной
     концентрации КТ. Показано, что имеет место нарушение
     нейтральности в слое с КТ, существенно сказывающееся на
     пороговом токе и характеристической температуре $T_0$.
     Рассчитаны оптимальные параметры лазера на КТ (поверхностная
     концентрация КТ и толщина области оптического ограничения),
     минимизирующие пороговый ток. Показано, что для разумных
     значений параметров (дисперсии размеров КТ и потерь в
     резонаторе) минимально достижимые плотности пороговых токов
     лазеров на КТ могут быть меньше 10 A/сm$^2$. Показано, что в
     отличие от полупроводниковых лазеров с объемной активной
     областью и лазеров на квантовых ямах, в которых диффузия
     свободных носителей эффективно сглаживает неоднородную инверсию
     населенности, выравнивание пространственно неоднородной инверсии
     населенности в лазере на КТ контролируется термическими
     выбросами носителей из КТ, вследствие чего эффект выжигания
     пространственных провалов инверсии населенности в лазере на КТ
     может проявляться существенно сильнее, а порог многомодовой
     генерации может быть намного ниже. Показано, что уменьшение
     разброса размеров квантовых точек приводит не только к
     уменьшению плотности порогового тока, но и к существенному
     увеличению порога многомодовой генерации. Показано, что
     одновременно с уменьшением плотности порогового тока с
     понижением температуры уменьшается порог многомодовой генерации.

     Выполнен микроскопический анализ пороговых характеристик
     коротковолнового лазера на многих квантовых ямах на основе InGaN.
     Показано, что по сравнению с длинноволновыми лазерами, эти лазеры
     имеют качественно другую зависимость от параметров (ширины
     квантовой ямы, числа квантовых ям).  Проанализирована
     возможность оптимизации лазерной структуры с целью улучшения
     пороговых характеристик и увеличения предельной мощности
     излучения.  

3.7  Значения ростовых параметров для численных моделей роста ранее
     были известны лишь с точностью до порядка, а результаты, как
     правило, носили качественный характер. Рассмотрение ограничения
     коалесценции за счет ячеистого энергетического рельефа
     поверхности ранее не производились.

     Сравнение функций распределения зародышей по размерам,
     полученных путем численного решения подобных систем уравнений, с
     результатами Монте-Карловского моделирования молекулярно-лучевой
     эпитаксии, насколько нам известно, не проводилось.

     Впервые создана динамическая компьютерная программа DYTRIRS,
     позволяющая одновременно описывать процессы образования
     радиационных дефектов, перемешивания и распыления без ввода
     дополнительных подгоночных параметров и с учетом объемов
     генерируемых дефектов при высокодозном облучении.

     Впервые дано физическое объяснение и проведены оценочные расчеты
     получения нанометровых сверхструктур при высокоэнергетическом
     ионном облучении.  Впервые установлены физические закономерности
     перехода гексагонального нитрида бора в кубический в режиме
     осаждения компонент на подложку при его изготовлении в виде
     пленки.  Впервые предложена адекватная теоретическая модель
     эволюции дефектов в приповерхностных слоях карбида кремния с
     учетом полей внутренних упругих напряжений при высокодозной
     имплантации ионами азота и алюминия.

     На основе микроскопического анализа впервые показано, что в
     квантовых ямах существует три различных механизма
     оже-рекомбинации, характеризующиеся своими температурными
     зависимостями и зависимостями от параметров квантовой ямы.
     Впервые получены микроскопические выражения для коэффициентов
     оже-рекомбинации в квантовых ямах для CHCC и CHHS процессов.
     Впервые показано, что оже- процесс с участием фононов в
     квантовых ямах является резонансным и усиливается по сравнению с
     трехмерным оже-процессом.

     Комбинированный экситон-циклотронный резонанс был впервые
     обнаружен группой экспериментаторов из С.Петербурга, Германии и
     Голландии в 1996 г.  Теоретический подход к анализу
     экситон-циклотронного резонанса предложен впервые.

     Впервые исследован механизм внутризонного поглощения излучения
     за счет кулоновского взаимодействия электронов. Недавно этот
     механизм поглощения был обнаружен экспериментально.

     Впервые анализируется сильная зависимость области локализации и
     транспортных свойств сверхрешеток из квантовых точек от
     направления электрического поля.

     Впервые рассмотрено влияние экранирования на энергию и волновую
     функцию триона в двумерной квантовой яме. 

     Впервые дается детальный теоретический анализ пороговых
     характеристик лазеров на КТ, учитывающий неоднородное уширение
     линии усиления, вызванное разбросом параметров КТ, рекомбинацию
     носителей в области оптического ограничения и нарушение
     электронейтральности в КТ. Впервые получены зависимости
     порогового тока и характеристической температуры от
     поверхностной концентрации КТ, дисперсии размеров КТ, длины
     резонатора и температуры. Впервые изучен эффект выжигания
     пространственных провалов инверсии населенности и рассчитан
     порог многомодовой генерации в лазере на КТ.

3.8  Использование численного моделирования роста поверхности -
     подложки для массивов квантовых точек высокой плотности
     представляется весьма современной задачей.  Анализ подавления
     коалесценции трехменых кластеров при эпитаксиальном росте
     находится в русле интенсивно проводимых в настоящее время во
     всем мире исследований. Судя по литературе, наш подход либо
     сравним, либо превосходит известные аналоги.
     Для описания нуклеации в настоящее время часто используются
     модели, основанные на предположении о стационарности
     диффузионных процессов. Справедливость этих моделей в
     нестационарных условиях молекулярно-лучевой эпитаксии не
     проверялась.

     В имеющихся в литературе динамических компьютерных программах
     TRIDYN и MARLOWE для одновременного описания процессов
     распыления и ионного перемешивания, которые происходят в
     облучаемом материале, используются дополнительные энергетические
     параметры, от которых свободен разработанный компьютерный код
     DYTRIRS. Также в DYTRIRTS в отличие от других кодов, не
     применяется гипотеза полной релаксации материала мишени к
     исходной (заданной) плотности, рассматриваются более
     реалистичные процессы накопления дефектов с учетом их объемов.
     В результате, DYTRIRS позволяет более точно (по сравнению,
     например, с TRIDYN) рассчитывать профили залегания
     имплантированных ионов и радиационных дефектов.  В литературе
     имеются данные об экспериментально полученных сверхструктурах
     при высокоэнергетическом ионном облучении, но отсутствуют
     физические модели и теоретические расчеты для них, которые и
     были предложены и выполнены в настоящем исследовании.

     Хотя в литературе имеется большое количество экспериментальных
     данных как по росту пленок нитрида бора путем осаждения
     компонент на подложку, так и относительно модификации структуры
     приповерхностных слоев карбида кремния, до начала теоретических
     исследований по настоящему проекту не существовало физических
     моделей, адекватно описывающих эволюцию структуры таких пленок
     под воздействием падающих ионов.

     До настоящего момента не существовало последовательной
     микроскопической теории процессов оже-рекомбинации в
     квантоворазмерных структурах, поэтому соответствующие результаты
     являются полностью оригинальными.

     Экспериментальные и теоретические результаты, касающиеся
     комбинированного экситон-циклотронного резонанса, получены
     впервые и находятся в русле интенсивно развивающихся в мировых
     центрах исследований многочастичных эффектов в двумерном
     электронном газе в сильных магнитных полях.

     До настоящего момента в научной литературе, насколько нам
     известно, не рассматривался механизм внутризонного поглощения за
     счет электрон- электронного взаимодействия.

     Анализа свойств трехмерных сверхрешеток из квантовых точек в
     электрических полях, находится в русле передовых исследований.

     В течении нескольких последних лет ведутся активные
     теоретические и экспериментальные исследования недавно
     экспериментально обнаруженной в низкоразмерных структурах
     возможности захвата зкситонами электронов и образования
     устойчивых комплексов - трионов. Поэтому имеется необходимость в
     моделировании поведения данного комплекса при различных внешних
     условиях, например, в присутствии плазмы носителей,
     обуславливающих экранирование заряда.

     Теоретическое исследование пороговых характеристик лазеров на КТ
     является одной из актуальнейших задач физики полупроводниковых
     наноструктур и полупроводниковой наноэлектроники. Результаты
     наших исследований находятся на мировом уровне: они опубликованы
     в ведущих международных журналах и докладывались на авторитетных
     международных и российских конференциях.

3.9  Для исследования роста поверхности была создана и применялась
     программа динамического моделирования роста методом Монте-Карло,
     описывающая процессы как роста так и отжига на достаточно
     большой поверхности. Программа учитывает существенную анизотропию
     химических связей на поверхности ковалентных кристаллов. 
     Программа приспособлена для использования на персональном
     компьютере. 

     При выводе уравнений, описывающих эволюцию функции распределения
     зародышей по размерам, решалось стационарное самосогласованное
     уравнение диффузии.  Для симуляции методом Монте-Карло
     использовалась модель solid-on-solid в приближении
     взаимодействия ближайших соседей.

     Для создания компьютерной программы DYTRIRS, учитывающей
     пространственное наложение каскадов при высокодозном облучении,
     был использован метод Монте-Карло. Компьютерный код DYTRIRS
     базируется на ранее разработанной программе TRIRS, описывающий
     профили залегания примесей и дефектов, созданных в одиночном
     каскаде.

     Для расчетов физических процессов, происходящих в
     многокомпонентных материалах при облучении, были использованы
     модифицированная компьютерная программа на основе кода GEAR,
     предназначенная для численного решения систем дифференциальных
     уравнений, описывающих диффузию и взаимодействие дефектов, а
     также программы TRIRS и DYTRIRS.

     Разработан оригинальный подход для аналитического расчета оже-
     коэффициента в квантовых ямах во всем диапазоне температур и
     размеров ямы. Подход основан на разложении матричного элемента
     перехода по малому параметру - отношению импульса размерного
     квантования электронов к импульсу, переданному
     высоковозбужденной частице.

     Для теоретического анализа спектра носителей в напряженных
     квантовых ямах использовался развитый нами ранее оригинальный
     метод, основанный на методе слабой связи.  В структурах с
     квантовыми точками для расчета распределения упругих напряжений
     использован метод функции Грина для решения 3D уравнений
     упругости для кристалла с кубической симметрией. Расчет волновых
     функций и спектра носителей в квантовых точках выполнялся в
     рамках многозонной модели Кейна.

     При анализе комбинированного экситон-циклотронного резонанса для
     определения частотной и поляризационной зависимости
     восприимчивости 2D электронов, сосредоточенных в сильных полях
     на первом уровне Ландау, использованы методы теории многих
     тел и диаграммная техника.

     Для расчета коэффициента внутризонного поглощения использовалась
     модель Кейна. Продемонстрировано, что учет непараболичности
     спектра электронов важен для анализа частотной зависимости
     коэффициента поглощения.

     Для нахождения волновых функций электронов в СР из квантовых
     точек использовался подход, основанный на приближении сильной
     связи, развитый в теории одномерных сверхрешеток. Ток вычислялся
     с помощью формализма матрицы плотности.

     Для исследования параметров комплекса экситон+электрон
     использовался двумерный аналог модели Ванье-Мотта (модель слабо
     связанных электрона и дырки) для экситона. Расчеты делались
     вариационным методом с использованием пробных волновых функции с
     различным числом варьируемых параметров. Изменения, вносимые
     конечной шириной квантовых ям, рассматривались как поправки к
     взаимодействию между частицами.

     Для определения коэффициента усиления и компонент порогового
     тока лазера на КТ, связанных с излучательной рекомбинацией в КТ
     и в области оптического ограничения, вычислялись матричные
     элементы межзонных переходов, степени заполнения электронного и
     дырочного уровней в квантовых точках и концентрации свободных
     носителей в области оптического ограничения. Проводилось
     усреднение по неоднородно уширенному ансамблю КТ. Расчет
     степеней заполнения электронного и дырочного уровней
     производился самосогласованным образом, для чего решалась задача
     о распределении электрического поля в гетеропереходе лазерной
     структуры на квантовых точках. Такой подход ранее не
     использовался в литературе. Концентрации свободных носителей в
     области оптического ограничения находились из скоростных
     уравнений, связывающих их со степенями заполнения электронного и
     дырочного уровней в точках. Для нахождения порога многомодовой
     генерации в скоростных уравнения учитывался член, связанный со
     стимулированной рекомбинацией в КТ, и учитывалась диффузия
     свободных носителей в продольном и поперечном направлениях в
     резонаторе.

3.10.1. 41
3.10.2. 7
3.11.   47
3.12.   1
3.13.   0
3.14.   113434
3.15.1.
3.16.1.

    Руководитель проекта                         / Сурис Р.А./