3.1. 99-02-16796
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, 02-205
3.4. Моделирование роста дважды разориентированной
поверхности.
Определение параметров ростовой модели. Исследование
влияния внутренних напряжений на эволюцию формируемой
дефектной структуры при высокодозной и
высокотемпературной имплантации карбида кремния ионами
азота и алюминия. Теоретическое исследование
оже-рекомбинации в полупроводниковых квантовых точках,
оже-захвата электронов в квантовые точки,
оже-рекомбинации в объемных полупроводниках с учетом
многократного рассеяния носителей, оже-рекомбинации в
полупроводниковых квантовых ямах в поперечном квантующем
магнитном поле. Теоретическое исследование циклотронного
резонанса в квантовых ямах на основе разъединенных
гетеропереходов II типа. Теоретическое исследование
процессов фотовозбуждения носителей с уровней размерного
квантования квантовых точек в состояния непрерывного
спектра зоны проводимости и валентной зоны. Теоретическое
исследование усиления и рассеяния излучения в лазерной
структуре при различных распределениях квантовых точек.
Определение минимального числа квантовых точек,
обеспечивающих генерацию.
3.5. Разработана физическая модель процессов
эволюции структуры карбида кремния при имплантации
ионами азота и алюминия и отжиге с учетом полей
напряжений, обусловленных радиационными дефектами,
проведены расчеты с помощью разработанного программного
компьютерного комплекса DYTRIRS-MGEAR, осуществлены
сравнения расчетных и экспериментальных результатов.
Проведено исследование оже-рекомбинации в полупроводниковых
квантовых нитях в широком диапазоне температур.
Проведен расчет коэффициентов
оже-рекомбинации в полупроводниковых квантовых ямах в
широком диапазоне температур. Развиты методы
численного расчета коэффициентов оже-рекомбинации в
полупроводниковых гетероструктурах на основе
квантовых ям. Показано, что в широком диапазоне
температур коэффициенты оже-рекомбинации для процессов
с участием двух электронов и тяжелой дырки и электрона
и двух тяжелых дырок с переходом одной из них в
спин-орбитально отщепленную зону имеют слабую
температурную зависимость и немонотонно зависит от
ширины КЯ. Построены волновые функции и найден
спектр носителей в цилиндрической квантовой нити в
рамках 4-х зонной модели Кейна.
Изучены эффект выжигания пространственных провалов
инверсии населенности и обусловленная им многомодовая
генерация в лазере на квантовых точках (КТ);
Исследована область допустимых параметров структуры
на КТ, в пределах которой возможна генерация лазерного
излучения;
Найдены спектр и область локализации электронов в
идеальных 2D и 3D сверхрешетках из квантовых точек в
постоянном электрическом поле;
Рассмотрены блоховские осцилляции в таких сверхрешетках
при различных начальных распределениях электронов.
3.6. Разработана физическая модель эволюции дефектной
структуры карбида кремния при имплантации ионами азота
и алюминия и отжиге. На основе этой модели, учитывающей
поля упругих напряжений сжатия, созданных 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,
а также выявить роль упругих напряжений сжатия на
диффузию межузельных атомов.
Проведен расчет спектров и волновых функций носителей
в цилиндрических квантовых нитях в рамках 4-х зонной
модели Кейна. Исследована оже-рекомбинация в квантовых
нитях. Проведен численный расчет коэффициентов
оже-рекомбинации в гетероструктурах с квантовыми ямами
в широком диапазоне температур. Показано, что зависимость
коэффициентов оже-рекомбинации для двух основных оже-
процессов CHCC и CHHS от ширины квантовой ямы
является немонотонной.
Рассчитан порог многомодовой генерации, обусловленной
эффектом выжигания пространственных провалов инверсии
населенности в лазере на КТ. Показано, что в отличие от
обычных полупроводниковых лазеров на квантовых ямах и с
объемной активной областью, порог многомодовой генерации
в лазерах на КТ контролируется термическими выбросами
носителей из точек, а не их диффузией. В связи с этим
в лазерах на КТ эффект выжигания пространственных
провалов проявляется существенно сильнее, а порог
многомодовой генерации может быть намного ниже, чем в
лазерах с объемной активной областью и лазерах на
квантовых ямах. Показано, что уменьшение дисперсии
размеров КТ приводит к существенному увеличению
относительного порога многомодовой генерации. Показано,
что порог многомодовой генерации растет с ростом
температуры.
Показано, что существуют критически допустимые параметры
структуры на КТ, за пределами которых невозможна
генерация лазерного излучения. Этими параметрами являются
максимально допустимая дисперсия размеров КТ и минимально
допустимые поверхностная концентрация КТ и длина
резонатора. Показано, что при приближении параметра
к своему критическому значению пороговый ток бесконечно
возрастает, а относительный порог многомодовой генерации
стремится к нулю (и следовательно число одновременно
генерируемых мод резонатора бесконечно возрастает).
Показано, что спектр электронов в идеальных 2D и 3D
сверхрешетках из квантовых точек в постоянном
электрическом поле может быть дискретным или непрерывным
в зависимости от направления поля. В последнем случае
ширина образующейся минизоны экспоненциально зависит от
направления поля. Вблизи направлений, соответствующих
непрерывному спектру, происходят резкие изменения области
локализации электрона.
Рассмотрены блоховские осцилляции в таких сверхрешетках
при различных начальных распределениях электронов.
Показано, что в отличие от одномерных сверхрешеток
спектр осцилляций меняется с изменением направления
электрического поля.
3.7. Впервые предложена адекватная теоретическая модель
эволюции дефектов в приповерхностных слоях карбида
кремния с учетом влияния полей внутренних упругих
напряжений на диффузию межузлий при высокодозной
имплантации ионами азота и алюминия.
Впервые использованы граничные условия соответствующие
гетеробарьеру конечной высоты для нахождения спектра и
волновых функций носителей в цилиндрической квантовой
нити в рамках 4х зонной модели Кейна с конечной величиной
постоянной спин-орбитального отщепления.
Впервые отмечена существенная роль эффекта выжигания
"пространственных дыр" инверсии в лазерах на квантовых
точках и дан его детальный анализ. Эти результаты
чрезвычайно актуальны ввиду появившейся возможности
практической реализации лазеров на КТ и важности
рассмотренных проблем.
Насколько нам известно, свойства 2D и 3D сверхрешеток из
квантовых точек в постоянном электрическом поле ранее
не изучались.
3.8. Хотя в литературе имеется большое количество
экспериментальных относительно модификации структуры
приповерхностных слоев карбида кремния, отсутствуют
физические модели, адекватно описывающие эволюцию
структуры таких пленок под воздействием падающих ионов.
В литературе отсутствуют данные о коэффициентах
оже-рекомбинации в квантовых нитях. Для нахождения
спектра носителей в квантовых нитях и точках, обычно,
в отличие от нашего метода,
используются упрощенные граничные условия с бесконечной
высотой гетеробарьеров. При расчете процессов
излучательной и оже-рекомбинации в литературе обычно
предполагается параболичность спектров носителей, что не
соответствует действительности. Таким образом, полученные
результаты соответствуют современному уровню мировой
науки и обладают значительной степенью новизны.
В мировой литературе до сих пор эффект выжигания
"пространственных дыр" инверсии не обсуждался.
Полученные результаты опубликованы в наиболее цитируемых
журналах в соответствующей области и докладывались на
наиболее авторитетных международных и российских
конференциях. Они находятся на самом передовом рубеже
физики фундаментальных процессов в полупроводниковых
лазерах.
В мировой литературе в последнее время стали появлятся
работы, посвященные электрическим свойствам двух- и
трехмерных массивов квантовых точек. Выполненные
исследования 2D и 3D сверхрешеток в электрическом поле
соответствуют мировому уровню.
3.9. Для исследования роста поверхности была создана и
применяется программа динамического моделирования роста
методом Монте-Карло, приспособленная для использования
на персональном компьютере и описывающая процессы как
роста, так и отжига на достаточно большой поверхности.
Программа учитывает существенную анизотропию химических
связей на поверхности ковалентных кристаллов.
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.
Носители заряда в полупроводниках и полупроводниковых
гетероструктурых были описаны в рамках 4х зонной модели
Кейна. Это позволило учесть непараболичность спектра
носителей и сложную валентную зону, что необходимо для
правильного описания оже-процессов.
Для расчета порога многомодовой генерации решалась
система скоростных уравнений для свободных носителей и
для носителей, локализованных в квантовых точках.
Следующие процессы были учтены в этих уравнениях:
захват в КТ и выброс из КТ, излучательная рекомбинация
в КТ и в области оптического ограничения, диффузия
носителей в области оптического ограничения в поперечном
направлении (направлении инжекции носителей) и в
продольном направлении (направлении вывода излучения).
При расчете коэффициента усиления использовалась
разработанная нами ранее теория неоднородного уширения
линии усиления и пороговых характеристик лазеров на
квантовых точках.
Рассмотрение указанных проблем для лазеров на квантовых
точках проводилось впервые. Использованные методы и
подходы оригинальны, полученные результаты новы.
Для нахождения спектра и волновых функций электрона были
существенно модифицированы методы, развитые для описания
одномерных сверхрешеток.
3.10.1. 9
3.10.2. 1
3.11. 5
3.12. 1
3.13. 0
3.14. 119744
3.15.1. Частичная оплата системного блока компьютера.
3.16.1.