Группа изучения узкозонных полупроводников и гетероструктур на их основе

Группа занимается экспериментальными исследованиями транспортных и оптических свойств структур на основе узкозонных полупроводников, а также изучает характеристики терагерцовых квантово-каскадных лазеров.

Группа входит в лабораторию физики полупроводников под руководством Д. Р. Хохлова, но, фактически, самостоятельно определяет тематику проводимых исследований. Группа тесно сотрудничает с ИФМ РАН и ИСВЧПЭ РАН.

Направления текущих исследований

• Зонный спектр и спектр примесных состояний в гетероструктурах HgTe/CdHgTe с одиночными и двойными квантовыми ямами.
• Остаточная фотопроводимость в в гетероструктурах на основе CdHgTe.
• Перестройка частоты излучения квантово-каскадных лазеров терагерцового диапазона под действием протекающего тока и температуры.

Основные результаты

• Адаптирована методика гашения задержанной фотопроводимости в твердых растворах PbSnTe, полученных методом горячей стенки, радиоимпульсами очень высокой частоты, что позволило впервые исследовать в этих объектах спектры фотопроводимости при низких температурах методом фурье-спектроскопии.
• С помощью «оптического затвора» в гетероструктурах HgTe/CdHgTe впервые продемонстрировано прямым образом существование двухзарядного акцептора (вакансии ртути).
• Продемонстрирована возможность фототермической ионизационной спектроскопии в полупроводниковых твердых растворах на примере эпитаксиальных пленок CdHgTe. Показано, что наблюдаемые в спектрах фотопроводимости субщелевые особенности связаны с переходами дырок в мелкие возбужденные состояния вакансии ртути с последующей термической ионизацией, а не с переходами в континуум валентной зоны.
• Показано, что ключевые особенности спектров остаточной фотопроводимости в гетероструктурах HgTe/CdHgTe с двойными квантовыми ямами определяются материалом покровного слоя. Предложен эффективный способ управления концентрацией и типом носителей заряда в таких структурах за счет эффекта остаточной фотопроводимости.

Научное оборудование

• Фурье-спектрометр Bruker Vertex 70v.
• Проточный криостат Oxford Instruments OptistatCV, сопряженный с фурье-спектрометром.
• Комплекс оборудования для исследований транспортных и оптических свойств полупроводниковых структур.
• Набор уникальных квантово-каскадных лазеров терагерцового диапазона длин волн.

Ключевые публикации

• Ikonnikov A. , Chernichkin V. I., Akopian D. A. et al., Fourier-Transform Spectroscopy of the Persistent Photoconductivity in PbSnTe(In) Films at Low Temperatures // Low Temperature Physics 45, 141-145 (2019).
• 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).
• Kozlov D. V., Uaman Svetikova T. A., Ikonnikov A. et al., Photothermal Ionization Spectroscopy of Mercury Vacancies in HgCdTe Epitaxial Films // JETP Letters 113, 402-408 (2021).
• Nikolaev I., Kazakov A. S., Drozdov K. A. et al., Bipolar persistent photoconductivity in HgTe/CdHgTe double quantum well heterostructures and its application for reversible change in the conductivity type // Journal of Applied Physics 132, 234301 (2022).
• Sotnichuk M. K., Kazakov A. S., Nikolaev I. D. et al., Cap Layer Effect on Key Features of Persistent Photoconductivity Spectra in HgTe/CdHgTe Double Quantum Well Heterostructures // Photonics 10, 877 (2023).