Физики и химики из Тартуского университета совместно с учеными из Эстонского центра по развитию нанотехнологий в ходе эксперимента, который вначале считался неудачным, открыли материал с совершенно новой структурой.

Неизвестный осадок, возникший в колбе в ходе обычного эксперимента, оказался потенциальным сырьем для производства крайне стойких материалов.

Выполнены экспериментальные и теоретические исследования трехъямных структур, представляющих собой прототип предложенного нами активного униполярного лазера на квантовых ямах с сильно асимметричными по высоте барьерами. Показано, что приложение к структурам внешнего электрического поля позволяет получить эффект, аналогичный трансформации размерности состояний в структуре с оптимальными параметрами. Несмотря на значительное увеличение толщин барьеров в исследованных трехъямных структурах по сравнению с оптимизированной структурой, произведение матричных элементов, определяющих усиление, сохраняет значительную величину (175-200 против 250 Angstrem2 в структуре с оптимальными параметрами) в широком диапазоне электрических полей.

Исследовалась эволюция осцилляций Шубникова--де Гааза в гетероструктурах InAs/AlSb с двумерным электронным газом в квантовых ямах InAs шириной 12-18 нм при значительном изменении концентрации электронов, (3-8)· 1011 см-2, за счет эффекта отрицательной остаточной фотопроводимости. Определены значения эффективного фактора Ланде электронов g*=-(15-35). Показано, что величина g*-фактора возрастает с шириной квантовой ямы.

Детально изучена стационарная циркулярно-поляризованная фотолюминесценция в полумагнитных асимметричных двойных квантовых ямах на основе Cd(Mn,Mg)Te в зависимости от поляризации внутриямного нерезонансного фотовозбуждения в магнитных полях B до 9 Тл. При малых B, когда экситон в магнитной яме выше по энергии экситона в немагнитной яме, наблюдается полная межъямная релаксация экситонов. Магнитополевой красный сдвиг экситона в магнитной яме, после пересечения с не зависящим от B экситонным переходом в немагнитной яме в полях Bc=3-6 Тл, сопровождается установлением неравновесного распределения экситонов, что свидетельствует о существенной роли спиновой релаксации при межъямном разделении экситонов в спин-зависимом потенциале гетероструктуры. Эффективность спиновой релаксации определяется смешиванием состояний в валентной зоне немагнитной ямы и контролируется расщеплением тяжелой и легкой дырок Deltahh-lh. Обнаружены различные режимы межъямного туннелирования, разделенные полем B*c>Bc, соответствующим пересечению уровней локализованных экситонов в немагнитной яме и свободных экситонов в магнитной яме. Обсуждены возможные механизмы межъямной туннельной релаксации.

Проведен обзор исследований свойств соединения InGaAsN и методов управления длиной волны излучения в гетероструктурах InAs/GaAsN/InGaAsN, выращенных молекулярно-пучковой эпитаксией на подложках GaAs. Представлены результаты исследований различных типов гетероструктур с квантово-размерными слоями InGaAsN: 1) традиционные квантовые ямы InGaAsN в матрице GaAs, 2) квантовые точки InAs, помещенные в слой (In)GaAsN, 3) напряженно-компенсированные сверхрешетки InAs/GaAsN/InGaAsN с квантовыми ямами и квантовыми точками. Примененные методы позволяют управляемо изменять длину волны излучения в телекоммуникационном диапазоне от 1.3 до 1.76 мкм при комнатной температуре.

Предложен метод периодического кратковременного инвертирования межподзонного лазерного перехода в квантовой яме с частотой повторения ~1 ГГц и временем сохранения инверсии ~1 пс. Метод основан на быстром заселении верхнего уровня перехода в результате резонансного туннелирования носителей из смежной квантовой ямы при изменении приложенного к гетероструктуре электрического поля. В результате пиковое значение инверсной населенности может достигать, например, 8· 1010 см-2 на переходе, соответствующем длине волны lambda~ 10 мкм, и 2· 1010 см-2 в случае lambda~ 25 мкм. Реализация данного метода возможна при комнатной температуре, что делает его привлекательным для создания усилителей пикосекундных импульсов среднего, дальнего инфракрасного и терагерцового диапазонов.

Исследованы структуры на основе GaN с квантовым точками InGaN в активной области, излучающие в ближнем ультрафиолетовом диапазоне. В работе сравниваются два типа структур --- с квантовыми точками InGaN в матрице GaN или AlGaN. Получены спектры фотолюминесценции для обоих типов структур в диапазоне температур 80-300 K и при различных плотностях накачки, а также спектры электролюминесценции для светодиодных структур с различными типами активной области. Показано, что структуры с квантовыми точками в матрице AlGaN термически более стабильны вследствие большей по сравнению с квантовыми точками в матрице GaN энергии локализации. Благодаря этому светодиодные структуры с квантовыми точками в матрице AlGaN имеют большую эффективность.

Проведены теоретические исследования нелинейных свойств емкости и частотной зависимости адмитанса многослойной структуры металл--полупроводник. Показано, что адмитанс такой структуры зависит от частоты малого зондирующего сигнала. Зависимость емкости от напряжения, измеряемая зондирующим сигналом малой частоты, может иметь немонтонный характер. Исследовано поведение емкости структуры при большой амплитуде воздействующего сигнала. Через некоторое время после начала высокочастотного воздействия система переходит в установившийся режим, которому соответствует определенный заряд металлического слоя и емкость системы. После этого заряд металла и емкость не зависят от мгновенного значения напряжения, а определяются его амплитудой.

Исследованы структурные и электрические свойства многослойных барьерных структур Au-TiBx-nn+n++-InP и TiBx-nn+n++-InP на стандартных (\glqq жестких\grqq) и пористых (\glqq мягких\grqq) подложках n++-InP. Полупроводниковые слои были изготовлены методом газофазной эпитаксии, металлические --- магнетронным распылением, а пористые подложки --- электрохимическим травлением стандартного InP. Образцы на пористых подложках имеют преимущества по следующим параметрам: токи утечек обратной ветви вольт-амперной характеристики меньше в 10 раз; на порядок больше диапазон экспоненциального роста тока на прямой ветви; при изменении площади контакта в 100 раз изменение фактора идеальности и высоты барьера Шоттки соответственно в 3 и ~10 раз меньше; более стабильная структура слоев при отжигах до 800oC.

Исследовались гетероструктуры CdTe/Hg1-xCdxTe, где CdTe используется как пассивирующий слой, осаждаемый в виде поликристалла или монокристалла на монокристаллическую пленку Hg1-xCdxTe. Пленку и пассивирующий слой получали в едином технологическом процессе молекулярно-лучевой эпитаксии. Структуру пассивирующих слоев исследовали методом дифракции электронов высоких энергий на отражение, а влияние структуры пассивирующего слоя на свойства активного слоя --- методом рентгеновской дифракции. Механические свойства гетероструктур исследованы методом микротвердости. Представлены электрофизические и фотоэлектрические параметры эпитаксиальных пленок Hg1-xCdxTe.

Интенсивность излучения гетероструктур на основе n-ZnO/p-GaN, n-ZnO/AlGaN по сравнению с интенсивностью отдельных слоев n-ZnO, p-GaN, AlGaN увеличивается более чем на порядок. По всей вероятности, причиной того является эффективная туннельная рекомбинация носителей, обусловленная уменьшением концентрации центров безызлучательной рекомбинации межфазных поверхностных состояний между слоями n-ZnO/p-GaN и n-ZnO/AlGaN.

Спектры комплексов оптических фундаментальных функций ферроэлектрика нитрита натрия определены в области 4-24 эВ при 77 K для трех поляризаций E|| a, E|| b, E|| c. Расчеты выполнены с помощью экспериментальных спектров отражения R(E) и интегральных соотношений Крамерса--Кронига. На основе метода диаграмм Арганда спектры диэлектрической проницаемости и объемных характеристических потерь электронов разложены на элементарные поперечные и продольные компоненты. Определены их основные параметры. Полученные данные сопоставлены с теоретическими расчетами спектров диэлектрической проницаемости, выполненных методом FPLAPW. Установлены основные особенности спектров оптических функций, параметров полос переходов и их теоретической природы.

Исследованы структурные и электрокинетические характеристики, произведен расчет распределения электронной плотности интерметаллического полупроводника TiCoSb, сильно легированного донорной примесью V (уровень легирования ~9.5·1019-1.9·1021 см-3, температуры 80-380 K). Установлена различная степень заполняемости атомных позиций Co и (Ti, V) в элементарной ячейке Ti1-xVxCoSb, что эквивалентно введению в полупроводник двух сортов акцепторов. Обнаружен срыв металлической проводимости в полупроводнике n-типа при увеличении концентрации донорной примеси, что объясняется одновременной генерацией акцепторов. Показано, что численные методы расчета адекватно описывают физические процессы, если при построении решетки Вигнера--Зейтца учитывать величину заполняемости атомных позиций элементарной ячейки. Обсуждение результатов ведется в рамках модели сильно легированного и компенсированного полупроводника Шкловского--Эфроса.

Теоретически изучено влияние самосогласованного электростатического потенциала на спектр двумерных электронных состояний в сильном магнитном поле при условии заполнения более чем одной подзоны размерного квантования. Рассмотрены случаи как поперечной, так и наклонной ориентаций магнитного поля относительно плоскости квантовой ямы. Показано, что в случае строго поперечной ориентации имеются диапазоны концентраций (магнитных полей), в которых реализуется вырождение двух или более уровней Ландау, относящихся к разным подзонам размерного квантования. Наклон магнитного поля относительно оси квантовой ямы приводит к возникновению энергетической щели между этими уровнями, однако величина щели в зависимости от концентрации (магнитного поля) остается практически постоянной в том же диапазоне параметров.

Теоретически исследуется спиновая динамика электронов в полупроводниках и структурах с квантовыми ямами в условиях, когда накачка и зондирование осуществляются в виде периодической серии импульсов. Показано, что при фиксированной задержке между импульсами накачки и зондирования сигнал спинового усиления как функция магнитного поля представляет собой ряд узких максимумов, обусловленных соизмеримостью периода спиновой прецессии и периода следования импульсов. В случае анизотропной спиновой релаксации максимум, центрированный на нулевом магнитном поле, оказывается подавленным по сравнению с соседними пиками. Проанализирована роль неоднородного уширения частоты ларморовской прецессии в формировании сигнала спинового усиления.

Определена пространственная симметрия возбужденных состояний в Gamma-точке полупроводников AIIIBV. Вычислен оптический матричный элемент, связывающий валентную зону с низшей возбужденной зоной симметрии Gamma8. Полученные результаты находятся в согласии с общепринятой зонной моделью AIIIBV в Gamma-точке.

Обсуждается современное положение дел в исследованиях локализованных и резонансных примесных состояний в квантово-размерных структурах и напряженных полупроводниках. Рассмотрены также резонансные оптические переходы, обусловленные взаимодействием с оптическими фононами. Проведен анализ различных методик расчета характеристик как донорных, так и акцепторных резонансных и локализованных состояний, а также представлен большой набор экспериментальных данных.

Over the past decade, a newer procedure, called endovascular aneurysm repair (EVAR) has become increasingly popular. With this newer procedure, a fabric covered stent is delivered to the damaged site through the blood vessels via a catheter, thereby rerouting blood through the stent and away from the weakened wall of the aneurysm. Currently, about half of AAA repairs done in Medicare patients are performed using EVAR.

Приведены экспериментальные результаты по исследованию влияния быстрых реакторных нейтронов на спектры поглощения света, фотопроводимость и люминесценцию специально не легированных и легированных медью монокристаллов сульфида кадмия. Показано, что образованные при нейтронном облучении кластеры дефектов проявляют гетерирующие свойства для легко мигрирующих оптически активных примесей в решетке кристалла. Дефекты в нейтронно-облученных образцах отжигаются в две стадии. На первой стадии (~ 100-150oC) происходит отжиг точечных дефектов, на второй --- (~ 250-420oC) отжигаются в основном кластеры дефектов, при их распаде происходит обогащение решетки вакансиями кадмия и серы.

Tiny copper structures with pores at both the nanometer and micron size scales could play a key role in the next generation of detonators used to improve the reliability, reduce the size and lower the cost of certain military munitions.