КВАНТОВО-РАЗМЕРНАЯ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ В ГЕТЕРОСТРУКТУРЕ p-CdTe/n-CdS С МИКРОКРИСТАЛЛАМИ CdTe

Аннотация

Исследован новый механизм формирования прикраевой фотолюминесценции, обусловленной наличием тонкого поликристаллического слоя CdTe в пленочной гетероструктуре p-CdTe/n-CdS. Рассмотрена возможность регистрации низкоразмерных эффектов в микрокристаллах, линейный размер которых порядка микрона. Обнаружен эффект, заключающийся в возникновении в низкотемпературных спектрах фотолю-минесценции микрокристаллов CdTe доминирующей узкой «супергорячей» полосы излучения из области спектра, расположенной по энергии выше фундаментального края собственного поглощения объемного материала. Развита теоретическая модель, согласно которой аномальная полоса излучения возникает в результате оптических переходов электронов с приповерхностных уровней пространственного квантования в состояния валентной зоны. Показано, что дополнительная подсветка гетероструктуры со стороны прозрачной подложки светом из спектральной области собственного поглощения CdS приводит к тушению аномальной коротковолновой полосы излучения и одновременному возгоранию экситон-поляритонной люминесценции CdTe. Такой эффект находит естественное объяснение, если принять во внимание индуцированную подсветкой генерацию дополнительных носителей заряда, которые компенсируют положительный заряд поверхности микрокристалла и отрицательный объемный заряд акцепторов. В дальнейшем исследования спектров люминесценции пленочных гетероструктур p-CdTe/n-CdS с прозрачными омическими контактами представляют интерес, прежде всего, с прикладной точки зрения с целью создания на их основе новых пленочных солнечных элементов. Такие исследования должны включать в себя более тщательный анализ зависимостей от размера микрокристаллов, толщины слоев CdS и CdTe, метода легирования, температуры, а также спектрального состава и интенсивности освещения. Необходимо разработать метод теоретического расчета спектра супергорячего излучения в условиях приповерхностной квантово-размерной рекомбинации фотоносителей с учетом механизмов слабой локализации фотоэлектронов и кулоновского взаимодействия их со свободными фотодырками валентной зоны.