Спиновые и зарядовые явления, связанные с положительно заряженными акцепторами в квантовых ямах GaAs/AlGaAs

Abstract

Описаны результаты оптических исследований структур с квантовыми ямами GaAs/AlGaAs, содержащими положительно заряженные акцепторы (A⁺ центры). При помощи магнитооптических измерений получена информация о спиновой структуре и локализации в двумерной системе A⁺ центров. При помощи измерений температурных свойств фотолюминесценции исследована энергетическая структура примесной A⁺ зоны. На основании анализа совокупности экспериментальных результатов, полученных различными оптическими методами, а также сопоставления с транспортными измерениями, сформулирована единая физическая картина спиновых и зарядовых явлений в таких системах. Предложена новая методика для экспериментального исследования кулоновской щели, появляющейся при низких температурах в плотности локализованных состояний, основанная на измерении спектров фотовозбуждения и фотолюминесценции.

Описано результати оптичних досліджень структур з квантовими ямами GaAs/AlGaAs, що містять позитивно заряджені акцептори (A⁺ центри). За допомогою магнітооптичних вимірів отримано інформацію про спінову структуру та локалізацію в двовимірній системі A⁺ центрів. За допомогою вимірів температурних властивостей фотолюмінесценції досліджено енергетичну структуру домішкової A⁺ зони. На підставі аналізу сукупності експериментальних результатів, які отримано різними оптичними методами, а також зіставлення з транспортними вимірами, сформульовано єдину фізичну картину спінових та зарядових явищ в таких системах. Запропоновано нову методику для експериментального дослідження кулонівської щілини, що з'являється при низьких температурах в щільності локалізованих станів, яка заснована на вимірі спектрів фотозбудження і фотолюмінесценції.

Optical data on GaAs/AlGaAs quantum well structures with positively charged acceptors (A⁺ centers) are presented. The magneto-optical measurements have provided information on spin structure and localization in the 2D system of A⁺ centers. The temperature properties of photoluminescence were used to study the energy structure of the A⁺ band. The analysis of all experimental data obtained by different optical methods and their comparison with the results of transport measurements given in literature made it possible to a unified physical picture of charge and spin phenomena in such systems. A new approach has been proposed that permits the Coulomb gap appearing at low temperatures in the density of localized states to be studied by using optical measurements.