vestnikskfuВестник Северо-Кавказского федерального университетаNewsletter of North-Caucasus Federal University2307-907XNorth-Caucasus Federal Universityvestnikskfu-1004Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИTECHNICAL SCIENCESФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ И ВОЛЬТАМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕТЕРОСТРУКТУР С КВАНТОВЫМИ ТОЧКАМИ INASTHE PHOTOLUMINESCENCE AND DARK CURRENT VOLTAGE CHARACTERISTICS OF HETEROSTRUCTURES WITH InAs QUANTUM DOTSЛунинЛеонид СергеевичLuninLeonidv2517@rambler.ruБлохинЭдуард ЕвгеньевичBlokhinEduardholele@mail.ruПащенкоАлександр СергеевичPashchenkoAlexanderas.pashchenko@gmail.comСеверо-Кавказский Федеральный университетРоссияNorth Caucasus Federal UnivercityRussian FederationЮжно-Российский государственный политехнический университет им. М.И. ПлатоваРоссияPlatov South-Russian State Polytechnic UniversityRussian FederationЮжный научный центр Российской академии наукРоссияSouthern Scientific Center RASRussian Federation201616052022023136Copyright © Лунин Л.С., Блохин Э.Е., Пащенко А.С., 20222022Лунин Л.С., Блохин Э.Е., Пащенко А.С.Lunin L., Blokhin E., Pashchenko A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnikskfu.elpub.ru/jour/article/view/1004

Проведено моделирование спектров фотолюминесценции и темновых вольтамперных характеристик гетероструктур с одним слоем квантовых точек. Показано наличие пика основных переходов в квантовых точках при 1,2 эВ (данные моделирования) и 1,12 эВ (экспериментальные данные). Экспериментальный пик имеет большую ширину (0,13 эВ) на половине максимума излучения основных переходов в квантовых точках, по сравнению с моделируемым (0,06 эВ). Наблюдается смещение экспериментального пика в длинноволновую область приблизительно на 65 мэВ, что говорит о наличии в структуре дисперсии по размерам квантовых точек. Моделируемая темновая вольтамперная характеристика при температуре 90 К и нулевом смещении показывает значение плотности темнового тока 10-7 А/см2, что на порядок меньше результатов измерения (10-6 А/см2). Наблюдается различие в характере распре деления зависимости при отрицательном и положительном смещении между экспериментом и резуль татами моделирования, связанное с присутствием квантовых точек большего размера.

The simulation of the photoluminescence and dark current-voltage characteristics of heterostructures with a single layer of quantum dots. The presence of the peak quantum transitions in the main points at 1,2 eV (modeling) and 1,12 eV (experimental). The experimental peak has a greater width (0,13 eV) at half maximum fundamental radiation transitions in quantum dots, compared to the modeled (0,06 eV). There is a shift of the experimental peak to longer wavelengths by about 65 meV, indicating that the presence in the dispersion structure the size of quantum dots. The dark current-voltage simulated characteristic at a temperature of 90 K and zero bias shows the value of the dark current density of 10-7 A/cm2, which is much smaller than the measurement results (10-6 A/cm2). There is a difference in the nature of the distribution depending on when the negative and positive displacement between experiment and simulation results associated with the presence of quantum dots larger.

квантовая точкамоделированиевольтамперная характеристикафотолюминесценцияфотодетекторближний ИК диапазонquantum dotcurrent-voltage characteristicphotoluminescencephotodetectornear-infraredReferencesWei-Hsun Lin, Kuang-Ping Chao, Chi-Che Tseng, Shu-Cheng Mai, Shih-Yen Lin, Meng-Chyi Wu. The influence of In composition on InGaAs-capped InAs/GaAs quantum-dot infrared photodetectors // Appl. Phys. Lett. 2010. V. 106. P. 054512 (1-3).Wei-Hsun Lin, Kuang-Ping Chao, Chi-Che Tseng, Shu-Cheng Mai, Shih-Yen Lin, Meng-Chyi Wu. The influence of In composition on InGaAs-capped InAs/GaAs quantum-dot infrared photodetectors // Appl. Phys. Lett. 2010. V. 106. P. 054512 (1-3).Donati S. Photodetectors // Devices, Circuits and Applications. New York: Prentice Hall, 1999. Р. 432-440.Donati S. Photodetectors // Devices, Circuits and Applications. New York: Prentice Hall, 1999. Р. 432-440.Nikhil Ranjan Das, Senior Member, M. Jamal Deen, Fellow. A Model for the Performance Analysis and Design of Waveguide p-i-n Photodetectors // IEEE Transactions on Electron Devices. 2005. 53(4).Nikhil Ranjan Das, Senior Member, M. Jamal Deen, Fellow. A Model for the Performance Analysis and Design of Waveguide p-i-n Photodetectors // IEEE Transactions on Electron Devices. 2005. 53(4).Jiang Wu, Makableh Y. F. M., Vasan R., Manasreh M. O., Liang B., Reyner C. J. and Huffaker D. L. Strong interband transitions in InAs quantum dots solar cell // Appl. Phys. Lett. 2012. V 100. P. 051907 (1-4).Jiang Wu, Makableh Y. F. M., Vasan R., Manasreh M. O., Liang B., Reyner C. J. and Huffaker D. L. Strong interband transitions in InAs quantum dots solar cell // Appl. Phys. Lett. 2012. V 100. P. 051907 (1-4).Amtout A., Raghavan S., Rotella P. Theoretical modeling and experimental characterization of InAs/InGaAs quantum dots in a well detector // Appl. Phys. 2004. Vol. 96. № 7. P. 3781-3786.Amtout A., Raghavan S., Rotella P. Theoretical modeling and experimental characterization of InAs/InGaAs quantum dots in a well detector // Appl. Phys. 2004. Vol. 96. № 7. P. 3781-3786.Phillips J., Bhattacharya P., Kennerly S. W., Beekman D. W., Dutta M. Self-assembled InAs - GaAs quantum dot intersubband detectors // IEEE J. quantum electron. 1999, Vol. 35. № 6. P. 936-943.Phillips J., Bhattacharya P., Kennerly S. W., Beekman D. W., Dutta M. Self-assembled InAs - GaAs quantum dot intersubband detectors // IEEE J. quantum electron. 1999, Vol. 35. № 6. P. 936-943.Chen Z. H. Normal incidence InAs/AlхGa1-хAs quantum dot infrared photodetectors with undoped active region // Appl. Phys. 2001. Vol. 89. P. 4558-4563.Chen Z. H. Normal incidence InAs/AlхGa1-хAs quantum dot infrared photodetectors with undoped active region // Appl. Phys. 2001. Vol. 89. P. 4558-4563.Jiang H., Singh J. Strain distribution and electronic spectra of InAs/GaAs self-assembled dots: An eight-band study // Phys. Rev. B. 1997. V. 56. № 8. P. 4696-4701.Jiang H., Singh J. Strain distribution and electronic spectra of InAs/GaAs self-assembled dots: An eight-band study // Phys. Rev. B. 1997. V. 56. № 8. P. 4696-4701.Pryor C. Eight-band calculations of strained InAs/GaAs quantum dots compared with one-, four-, and six-band approximations // Phys. Rev. B. 1998. V. 57. № 12. P. 7190-7195.Pryor C. Eight-band calculations of strained InAs/GaAs quantum dots compared with one-, four-, and six-band approximations // Phys. Rev. B. 1998. V. 57. № 12. P. 7190-7195.Stier O., Grundmann M., Bimberg D. Electronic and optical properties of strained quantum dots modeled by 8-band kp theory // Phys. Rev. B. 1999. V 59. № 8. P. 5688-5701.Stier O., Grundmann M., Bimberg D. Electronic and optical properties of strained quantum dots modeled by 8-band kp theory // Phys. Rev. B. 1999. V 59. № 8. P. 5688-5701.Lunin L. S., Sysoev I. A., Alfimova D. L., Chebotarev S. N., Pashchenko A. S. A study of photosensitive InAs/ GaAs heterostructures with quantum dots grown by ion-beam deposition // Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2011. Vol. 5. Issue 3. P. 559-562.Lunin L. S., Sysoev I. A., Alfimova D. L., Chebotarev S. N., Pashchenko A. S. A study of photosensitive InAs/ GaAs heterostructures with quantum dots grown by ion-beam deposition // Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2011. Vol. 5. Issue 3. P. 559-562.Jiang Wu, Makableh Y. F. M., Vasan R., Manasreh M. O., Liang B., Reyner C. J., Huffaker D. L. Strong interband transitions in InAs quantum dots solar cell // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 100. P. 051907 (1-4).Jiang Wu, Makableh Y. F. M., Vasan R., Manasreh M. O., Liang B., Reyner C. J., Huffaker D. L. Strong interband transitions in InAs quantum dots solar cell // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 100. P. 051907 (1-4).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.