Оптико-деформационные свойства объемных и низкоразмерных структур в области экситонных и межзонных резонансов

Аннотация

Объекты исследования: сверхрешетки на основе GaAs с прямоугольной квантовой ямой и с квантовой ямой с наклонным дном, а также объемные кристаллы CdS и CuCl. Цель работы: создание теории оптико-деформационного взаимодействия в объемных кристаллах и сверхрешетках с различными типами квантовых ям вблизи экситонных и межзонных резонансов. Методы исследования: методы последовательных приближений, теории возмущений, вариационные методы, стандартная методика матрицы плотности и впервые разработанная методика матрицы плотности для переменного числа квазичастиц. Полученные результаты и их новизна: построена обобщенная методика нахождения резонансных ДП и КФ в сверхрешетках с учетом ширины QW и в сверхрешетках с наклонным дном QW вблизи частот модифицированных экситонных резонансов. Показано существенное увеличение ДП и КФ, связанное как с локализацией экситона в QW, так и с увеличением ПМУ экситонов в сверхрешетке. Показано, что систему невзаимодействующих электрона и дырки, находящихся в сверхрешетке в слое, составляющем QW, можно рассматривать как экситоноподобный осциллятор. Впервые показано, что локализация экситона в квантовой яме приводит к существенному увеличению диэлектрической проницаемости и коэффициента фотоупругости вблизи экситонных и межзонных резонансов. Научная и практическая значимость: построена общая теория оптикодеформационных свойств объемных и низкоразмерных структур для частотной области экситонных и межзонных резонансов. Результаты исследования расширяют круг знаний о чувствительности оптических параметров полупроводниковых кристаллов к деформационному возмущению. На основе этих результатов могут быть созданы новые типы акустооптических устройств, работающие в частотной области экситонных и межзонных резонансов и обладающие значительно меньшей управляющей мощностью и большей чувствительностью к внешнему звуковому сигналу. Степень внедрения и экономическая эффективность: полученные результаты могут использоваться при разработке нового типа приборов для быстродействующего и неконтактного управления оптическим излучением (дефлекторов, модуляторов, акустооптических фильтров и др.), а также при чтении спецкурсов на кафедрах нанотехнологий в ВУЗах. Область применения: нанотехнологии, акустооптика, оптоэлектроника.