Проведены исследования колебательных свойств структур, содержащих слои самоорганизованных квантовых точек (КТ) методами комбинационного рассеяния света (КРС) и ИК спектроскопии. Были исследованы следующие структуры:
- КТ In(Ga)As в матрице Al(Ga)As,
- КТ AlAs в матрице InAs и
- КТ Ge в матрице Si и КТ Ge, выращенные на ультратонком оксиде кремния.
Все структуры с КТ были выращены методом молекулярно-лучевой эпитаксии в ростовой моде Странского-Крастанова. Размер и форма КТ контролировались с помощью высокоразрешающей электронной микроскопии (ВРЭМ). КТ InAs имеют преимущественно форму пирамид с основанием порядка
10 нм и высотой 1.5 нм. КТ AlAs представляют собой эллипсоиды длиной 4-5 нм и высотой 2-4 нм. Методами ВРЭМ и КРС проведено исследование влияния температуры роста на структурные параметры КТ Ge. КТ Ge, выращенные при T=300oC, имеют форму пирамид с основанием порядка 15 нм и высотой 2 нм. При повышенных температурах (400÷750oC) форма КТ становится куполообразной с характерными размерами основания 20÷100 нм и высоты купола 4÷6 нм.
Анализ спектров КРС позволил провести оценку напряжений и состава КТ Ge в оксиде кремния. Показано, что КТ Ge, выращенные на субмонослойном оксиде кремния, являются полностью срелаксированными, в то время как Ge/Si структуры проявляют присутствие напряжений (exx=-(0.034÷0.019)) и Ge-Si перемешивания (xGe=0.9÷0.4) в зависимости от температуры роста (400÷650oC).
На основе анализа ИК спектров и спектров КРС структур с КТ Ge, InAs и AlAs впервые обнаружен эффект локализации оптических фононов и изучены интерфейсные фононы. В рамках модели диэлектрического континуума проведены расчеты частот оптических фононов, локализованных в КТ, а так же интерфесных фононов как в КТ, так и в слоях матрицы.
Исследовано резонансное (микро- и макро-) комбинационное рассеяние света в структурах с КТ в различных геометриях рассеяния. Наблюдалось уменьшение частоты оптических фононов КТ с ростом энергии возбуждающего излучения. Показано, что вследствие неоднородности КТ по размеру, с ростом энергии возбуждения КТ меньшего размера вносят резонансный вклад в спектры КРС на частотах локализованных фононов, меньших частоты объемного оптического фонона в материале КТ. По спектрам КРС установлено отклонение правил отбора для КРС структурах с КТ в сравнении с правилами отбора, справедливыми для планарных сверхрешеток. В многослойных структурах с КТ наблюдался эффект интерференции акустических фононов, а в структурах с единственным слоем КТ Ge- эффект локализации акустических фононов.
