J 2012

Excitation intensity dependence of photoluminescence spectra of SiGe quantum dots grown on prepatterned Si substrates: Evidence for biexcitonic transition

KLENOVSKÝ, Petr, Moritz BREHM, Vlastimil KŘÁPEK, Elisabeth LAUSECKER, Dominik MUNZAR et. al.

Basic information

Original name

Excitation intensity dependence of photoluminescence spectra of SiGe quantum dots grown on prepatterned Si substrates: Evidence for biexcitonic transition

Authors

KLENOVSKÝ, Petr (203 Czech Republic, belonging to the institution), Moritz BREHM (40 Austria), Vlastimil KŘÁPEK (203 Czech Republic, belonging to the institution), Elisabeth LAUSECKER (40 Austria), Dominik MUNZAR (203 Czech Republic, belonging to the institution), Florian HACKL (40 Austria), Hubert STEINER (40 Austria), Thomas FROMHERZ (40 Austria), Günther BAUER (40 Austria) and Josef HUMLÍČEK (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution)

Edition

Physical Review B, USA, The American Physical Society, 2012, 1098-0121

Other information

Language

English

Type of outcome

Článek v odborném periodiku

Field of Study

10302 Condensed matter physics

Country of publisher

United States of America

Confidentiality degree

není předmětem státního či obchodního tajemství

References:

Impact factor

Impact factor: 3.767

RIV identification code

RIV/00216224:14740/12:00060837

Organization unit

Central European Institute of Technology

UT WoS

000308288300008

Keywords in English

quantum dots; SiGe; photoluminescence; excitonic structure; biexciton

Tags

Tags

International impact, Reviewed
Změněno: 4/4/2014 18:31, Mgr. Petr Klenovský, Ph.D.

Abstract

V originále

The pumping intensity (I) dependence of the photoluminescence (PL) spectra of perfectly laterally two-dimensionally ordered SiGe quantum dots on Si(001) substrates was studied. The PL results from recombinations of holes localized in the SiGe quantum dots and electrons localized due to the strain field in the surrounding Si matrix. The analysis of the spectra revealed several distinct bands, attributed to phonon-assisted recombination and no-phonon recombination of the excitonic ground state and of the excited excitonic states, which all exhibit a linear I dependence of the PL intensity. At approximately I larger than 3 W cm-2, additional bands with a nearly quadratic I dependence appear in the PL spectra, resulting from biexcitonic transitions. These emerging PL contributions shift the composite no-phonon PL band of the SiGe quantum dots to higher energies. The experimentally obtained energies of the no-phonon transitions are in good agreement with the exciton and biexciton energies calculated using the envelope function approximation and the configuration interaction method.

In Czech

Byla studována závislost fotoluminiscenčních (PL) spekter dokonale laterálně uspořádaných SiGe kvantových teček rostených na Si(001) substrátech na intenzitě optického čerpání (I). PL spektra vznikají rekombinací děr nacházejících se v SiGe kvantových tečkách a elektronů lokalizovaných v Si matrici obklopující kvantové tečky. Analýzou spekter jsme byli schopni identifikovat několik odlišných pásů, odpovídajících rekombinacím základního stavu a excitovaných stavů s účastí fononu i bez něj. Všechny tyto přechody vykazují lineární závislost PL intenzity na I. Pro I větší než přibližně 3 W cm-2 jsme objevili další pásy odpovídající rekombinacím biexcitonových přechodů, které vykazují téměř kvadratickou závislost na I. Tyto nově vznikající příspěvky do PL spekter posouvají celkové PL spektrum bezfononových přechodů k vyšším energiím. Experimentálně zjištěné energie přechodů bez účasti fononu jsou ve velmi dobré shodě s hodnotami energií excitonů a biexcitonů, vypočtenými pomocí metody obálkových funkcí a konfigurační interakce.

Links

CZ.1.07/2.3.00/20.0027, interní kód MU
(CEP code: EE2.3.20.0027)
Name: NANOE - Posílení excelence vědeckých týmů v oblasti nano- a mikrotechnologií (Acronym: NANOE)
Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Support of Excellence Research Teams in the Field of Nanotechnologies and Microtechnologies, 2.3 Human resources in research and development
ED1.1.00/02.0068, research and development project
Name: CEITEC - central european institute of technology
MUNI/A/1047/2009, interní kód MU
Name: Struktura, elektronová struktura a optická odezva pokročilých materiálů
Investor: Masaryk University, Category A