Прямое наблюдение двойного акцептора в квантовых ямах на основе CdHgTe

В последнее десятилетие интенсивно изучаются уникальные свойства гетероструктур HgTe/CdHgTe с квантовыми ямами (КЯ), а также разрабатывается возможность их практического применения в терагерцовой электронике и оптоэлектронике. Одной из проблем, препятствующих продвижению в терагерцовый диапазон, является уменьшение времени жизни носителей за счет рекомбинации через примесно-дефектные центры, т. е. по механизму Шокли — Рида — Холла. Считается, что наиболее распространенным точечным дефектом в тройных растворах CdHgTe является двойной акцептор, образованный вакансией ртути. Естественно ожидать наличие такой вакансии и в гетероструктурах HgTe/CdHgTe с квантовыми ямами.

К настоящему времени исследования субщелевых особенностей спектров фотопроводимости (ФП) и фотолюминесценции проводились лишь в нескольких работах. Кроме того, связь между наблюдаемыми особенностями и состояниями вакансий ртути была основана только сопоставлении экспериментальным данных с расчетными. В настоящей работе мы экспериментально продемонстрировали, что появление и исчезновение субщелевых особенностей в спектрах ФП гетероструктур с КЯ HgTe/CdHgTe является результатом ионизации двойного акцептора, а не ионизации состояний двух разных однозарядных акцепторов. Для этого положения уровня Ферми менялось с помощью «оптического затвора» — за счет эффекта остаточной ФП при дозированном освещении структуры синим светом. Отсутствие в спектрах ФП, измеренных в темновых условиях, линии, связанной с переходом на более высокий уровень, как раз и является свидетельством того, что наблюдаемые особенности связаны с ионизацией двойного акцептора.

Связанные публикации

• Nikolaev I. D., Uaman Svetikova T. A., Rumyantsev V. V. et al., Probing States of a Double Acceptor in CdHgTe Heterostructures via Optical Gating // JETP Letters 111, 575-581 (2020).