Университет XXI века: научное измерение

Научная конференция научно-педагогических работников, аспирантов, магистрантов ТГПУ им. Л. Н. Толстого 198 ЭКСИТОНЫ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ НА ОСНОВЕ EuO И. А. Иванов, Д. А. Нургулеев Тульский государственный педагогический университет им. Л. Н. Толстого Аннотация. В статье рассмотрены свойства экситонов в гетерострукту- рах на базе EuO. Для магнитного полупроводника использована модель косвенного обменного взаимодействия. Также проанализировано время жизни экситона в ге- тероструктуре. Ключевые слова: экситон, гетероструктура, время жизни возбуждения Базу для создания гетероструктур и сверхрешёток создают полупроводни- ки с различным химическим потенциалом. В направлении роста многослойной структуры энергетические зоны полупроводников моделируются повторением потенциальных барьеров и квантовых ям, имеющих почти прямоугольную форму. В полупроводнике происходит движение носителей тока. При этом сна- чала скорость носителей будет возрастать, затем достигнет своего среднего значения, а потом вообще перестанет меняться из-за того, что носители тока будут рассеиваться. Искривление зон вблизи гетерограницы обусловлено обла- стью объёмного приповерхностного заряда и вызвано перераспределением но- сителей в гетероструктуре при выравнивании уровней Ферми [1]. Для ферро- магнитного полупроводника EuO парой является парамагнитный полупровод- ник SrO. В гетероструктурах на основе EuO из-за перехода электронов из зоны проводимости в валентную зону возникает изгиб зон. Носители заряда при пе- реходе через гетерограницу во время движения внутри неё будут рекомбиниро- вать с её основными носителями. При гетеропереходах потенциальные барьеры для электронов и дырок отличаются из-за того, что в зоне проводимости и ва- лентной зоне наблюдаются разрывы, связанные с разностью работ выхода элек- тронов из p- и n-полупроводников. Гетеропереход всегда создают два полупро- водника с одинаковым типом проводимости, а также кристаллической решётки и структуры. При гетеропереходах происходит контакт двух полупроводников, при этом уровень Ферми у них выравнивается. Возбуждение энергетических уровней способствует переходу электронов из валентной зоны в зону проводи- мости. Если в сверхрешётке появляется дополнительный одномерный потенци- ал, то происходит изменение зонной структуры исходного полупроводника, по- является ряд запрещённых щелей и узких подзон [2]. В гетероструктурах и сверхрешётках на основе EuO можно наблюдать экситонные возбуждения, свя- занные с переходом экситонов из одной квантовой ямы в другую. Здесь возбуж- дения энергии возникнут в квантовых ямах, содержащими магнитные атомы Eu. Задачей работы будет являться анализ образования состояний экситонов в гетероструктурах на основе EuO потому, что он является перспективным маг- нитооптическим материалом, так как спины электронов полупроводника влия- ют на его магнитные свойства. Гетероструктуры на основе EuO являются объ-