Kropki samorosnące. Optyka nanostruktur. Gęstość stanów. Kropki fluktuacje szerokości. Sebastian Maćkowski. InAs/GaAs QDs. Si/Ge QDs.

Podobne dokumenty
Plan. Kropki kwantowe - część III spektroskopia pojedynczych kropek kwantowych. Kropki samorosnące. Kropki fluktuacje szerokości

Studnia kwantowa. Optyka nanostruktur. Studnia kwantowa. Gęstość stanów. Sebastian Maćkowski

Atom Mn: wielobit kwantowy. Jan Gaj Instytut Fizyki Doświadczalnej

Repeta z wykładu nr 11. Detekcja światła. Fluorescencja. Eksperyment optyczny. Sebastian Maćkowski

Perydynina-chlorofil-białko. Optyka nanostruktur. Perydynina-chlorofil-białko. Rekonstytucja Chl a. Sebastian Maćkowski.

Pomiary widm fotoluminescencji

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wzrost pseudomorficzny. Optyka nanostruktur. Mody wzrostu. Ekscyton. Sebastian Maćkowski

Co to jest kropka kwantowa? Kropki kwantowe - część I otrzymywanie. Co to jest ekscyton? Co to jest ekscyton? e πε. E = n. Sebastian Maćkowski

Cel wykładu. Detekcja światła. Cel wykładu. Światło. Sebastian Maćkowski

Domieszki w półprzewodnikach

Spektroskopia Ramanowska

półprzewodniki Plan na dzisiaj Optyka nanostruktur Struktura krystaliczna Dygresja Sebastian Maćkowski

Ekscyton w morzu dziur

Domieszki w półprzewodnikach

Współczesna fizyka ciała stałego

Mody sprzężone plazmon-fonon w silnych polach magnetycznych

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Mody sprzęŝone plazmon-fonon w silnych polach magnetycznych

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Mody sprzęŝone plazmon-fonon w silnych polach magnetycznych

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Eksperyment optyczny. Optyka nanostruktur. Diagram Jabłońskiego. Typowe czasy. Sebastian Maćkowski

Rekapitulacja. Detekcja światła. Rekapitulacja. Rekapitulacja

Piotr Kowalczuk Natura rozpuszczonej materii organicznej w morzach szelfowych w świetle najnowszych zastosowań spektroskopii fluorescencyjnej

Nierównowagowe kondensaty polarytonów ekscytonowych z gigantycznym rozszczepieniem Zeemana w mikrownękach półprzewodnikowych

Przejścia optyczne w strukturach niskowymiarowych

Fluorescencyjna detekcja śladów cząstek jądrowych przy użyciu kryształów fluorku litu

Few-fermion thermometry

Idea przyłączenie chromoforu (fluoryzującego) do biomolekuły

6. Emisja światła, diody LED i lasery polprzewodnikowe

Fizyka silnie skorelowanych elektronów na przykładzie międzymetalicznych związków ceru

Podstawy informatyki kwantowej

Repeta z wykładu nr 4. Detekcja światła. Dygresja. Plan na dzisiaj

Przejścia promieniste

Reakcje jądrowe. Podstawy fizyki jądrowej - B.Kamys 1

Metody optyczne w badaniach półprzewodników Przykładami różnymi zilustrowane. Piotr Perlin Instytut Wysokich Ciśnień PAN

Własności optyczne półprzewodników

Informatyka kwantowa i jej fizyczne podstawy Rezonans spinowy, bramki dwu-kubitowe

Optyka. Optyka geometryczna Optyka falowa (fizyczna) Interferencja i dyfrakcja Koherencja światła Optyka nieliniowa

Operacje na spinie pojedynczego elektronu w zastosowaniu do budowy bramek logicznych komputera kwantowego

Ekspansja plazmy i wpływ atmosfery reaktywnej na osadzanie cienkich warstw hydroksyapatytu. Marcin Jedyński

Charakteryzacja właściwości elektronowych i optycznych struktur AlGaN GaN Dagmara Pundyk

Wytwarzanie niskowymiarowych struktur półprzewodnikowych

HOW MASSIVE ARE PROTOPLANETARY/ PLANET HOSTING/PLANET FORMING DISCS?

Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym i elektrycznym

Repeta z wykładu nr 3. Detekcja światła. Struktura krystaliczna. Plan na dzisiaj

Repeta z wykładu nr 5. Detekcja światła. Plan na dzisiaj. Złącze p-n. złącze p-n

II. WYBRANE LASERY. BERNARD ZIĘTEK IF UMK /~bezet

Wprowadzenie do cytometrii przepływowej: co i jak mierzy cytometr

WŁAŚNOŚCI SCYNTYLACYJNE KRYSZTAŁU BGO. Winicjusz Drozdowski

W stronę plazmonowego wzmocnienia efektów magnetooptycznych

Machine Learning for Data Science (CS4786) Lecture 11. Spectral Embedding + Clustering

Opracowanie nowych koncepcji emiterów azotkowych ( nm) w celu ich wykorzystania w sensorach chemicznych, biologicznych i medycznych.

SPEKTROSKOPIA NMR. No. 0

Repeta z wykładu nr 8. Detekcja światła. Przypomnienie. Efekt fotoelektryczny

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Nanofizyka co wiemy, a czego jeszcze szukamy?

Identyfikacja cząstek

Harmonic potential 2D. Nanostructures. Fermi golden rule Transition rate (probability of transition per unit time) : Harmonic oscillator model: CB p

Badanie Gigantycznego Rezonansu Dipolowego wzbudzanego w zderzeniach ciężkich jonów.

Współczesna fizyka ciała stałego

Mikroskopia polowa. Efekt tunelowy Historia odkryć Uwagi o tunelowaniu Zastosowane rozwiązania. Bolesław AUGUSTYNIAK

O niektórych kształtach linii rezonansowych stosowanych w ERP. oraz o paru innych tematach przy tej okazji

Badanie dynamiki rekombinacji ekscytonów w zawiesinach półprzewodnikowych kropek kwantowych PbS

THE RATE OF GW CAPTURE OF STELLAR-MASS BHS IN NUCLEAR STAR CLUSTERS. Alexander Rasskazov & Bence Kocsis Eotvos University

Machine Learning for Data Science (CS4786) Lecture11. Random Projections & Canonical Correlation Analysis

Badanie zachowania kropek kwantowych pod wpływem promieniowania jonizującego

ĆWICZENIE Nr 4 LABORATORIUM FIZYKI KRYSZTAŁÓW STAŁYCH. Badanie krawędzi absorpcji podstawowej w kryształach półprzewodników POLITECHNIKA ŁÓDZKA

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Optyka kwantowa wprowadzenie. Początki modelu fotonowego Detekcja pojedynczych fotonów Podstawowe zagadnienia optyki kwantowej

Nadprzewodnictwo w nanostrukturach metalicznych Paweł Wójcik Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, AGH

PROMIENIOWANIE WIDZIALNE ŁUKU SPAWALNICZEGO METODY TIG

Repeta z wykładu nr 2. Detekcja światła. Parametry fotodetektorów. Co to jest detektor?

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE

Spektroskopowe badania właściwości magnetycznych warstwowych związków RBa2Cu3O6+x i R2Cu2O5. Janusz Typek Instytut Fizyki

InTechFun. Innowacyjne technologie wielofunkcyjnych materiałów i struktur dla nanoelektroniki, fotoniki, spintroniki i technik sensorowych

II.6 Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym

Badanie mechanizmów działania fotouczulaczy - pomiary tlenu singletowego i wolnych rodników

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Przejścia kwantowe w półprzewodnikach (kryształach)

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Nanostruktury i nanotechnologie

NMR (MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY) dr Marcin Lipowczan

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Spektroskopia charakterystycznych strat energii elektronów EELS (Electron Energy-Loss Spectroscopy)

Własności optyczne półprzewodników

OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32

Spektroskopia. mössbauerowska

OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki

Poprawa charakterystyk promieniowania diod laserowych dużej mocy poprzez zastosowanie struktur periodycznych w płaszczyźnie złącza

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

INSTYTUT FIZYKI WYDZIAŁ INŻYNIERII PROCESOWEJ, MATERIAŁOWEJ I FIZYKI STOSOWANEJ POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA ĆWICZENIE NR MR-6

Wysokowydajne falowodowe źródło skorelowanych par fotonów

Wykład Atom o wielu elektronach Laser Rezonans magnetyczny

LASERY NA CIELE STAŁYM BERNARD ZIĘTEK

Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków).

Transkrypt:

Kropki samorosnące Optyka nanostruktur InAs/GaAs QDs Si/Ge QDs Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 CdSe/ZnSe QDs CdTe/ZnTe QDs Kropki fluktuacje szerokości Gęstość stanów ρ (E) ρ (E) ρ (E) E E E

Różnorodność kropek Techniki eksperymentalne recombination spectrum of a single quantum dot quantum dots in the ensemble are not identical 0D δ-like density of states T=6K the ensemble QD emission shows strong inhomogenous FWHM ~60meV broadening 1.95 2.00 2.05 2.10 2.15 2.20 2.25 PL intensity Techniki eksperymentalne Mikroskopia bliskiego pola aperture mesa NSOM D. Park, et al., JVST B 16 (1998) 3891 http://www.physik.uni-wuerzburg.de/ TEP/index.html H. F. Hess, et al., Science 264 (1996) 1740 -) low throughput -) no mapping possible -) fabrication -) no statistical information about QD properties

Mikroskopia bliskiego pola Mikroskopia bliskiego pola Katodoluminescencja Wytrawianie mez substrate

Pierwsze wyniki Pierwsze wyniki Apertury Apertury

Najważniejsze wyniki Ekscyton w polu B Oddziaływanie wymiany Struktura ekscytonu w kropce rozszczepienie wymiany dla ekscytonu w asymetrycznej kropce

Struktura ekscytonu w kropce Mikroluminescencja B=0T B>0T asymmetric QD symmetric QD symmetric QD π Y π X +1 + +1 +1 +1 σ + ±1 σ σ + σ +1 1 150 nm Układ pomiarowy Szerokość linii

Spektroskopia Spektroskopia Ekscyton w kropce kwantowej Ekscyton w kropce kwantowej rozszczepienie spinowe przesunięcie diamagnetyczne

Statystyka Statystyka rozszczepienie wymiany czynnik g ekscytonu dla B=4T rozszczepienie ~ 1meV Spektroskopia rezonansowa Widmo emisji absorpcja z wykorzystaniem fononów optycznych ES LO emission GS +1LO GS excitation 0 kontrola polaryzacji światła pobudzającego daje możliwość pomiaru dynamiki spinowej ekscytonu

Mikroluminescencja Spin ekscytonu symmetric QD ±1 czas relaksacji spinu << czas rekombinacji σ + σ PL intensity [a.u.] T=4.2K B=0T σ + excitation σ + detection σ detection σ excitation 3LO 2LO 1LO σ+/σ+ σ+/σ σ /σ σ /σ+ CdTe QD T=5K B=0T 2.08 2.09 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.08 2.09 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.0640 2.0645 2.0650 S. Mackowski et al., PRB 70 (2004) 245312 Spin ekscytonu Spin ekscytonu asymmetric QD symmetric QD +1 + +1 czas relaksacji spinu >> czas rekombinacji +1 czas relaksacji spinu >> czas rekombinacji +1 +1 1 π Y π X σ + σ PL Intensity [arb. units] π Y /π Y π Y /π X π X /π X π X /π Y ensemble of T=5K π Y /π Y π Y /π X π X /π X π X /π Y single CdTe QD T=5K PL intensity [a.u.] T=4.2K B=3.5T σ + excitation σ + detection σ detection σ excitation 2LO 3LO 1LO σ+/σ+ σ+/σ σ /σ σ /σ+ CdTe QD T=5K B=2.5T 2.08 2.09 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.0120 2.0125 2.0130 2.08 2.09 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.08 2.09 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.0640 2.0645 2.0650 S. Mackowski et al., PRB 70 (2004) 245312 S. Mackowski et al., PRB 70 (2004) 245312

Widmo wzbudzenia kropek Stany wzbudzone PL Intensity [arb.units] LO phonon replicas ES-GS excitation data fit T=6K (a) Normalized Intensity shifted PL spectrum ES-GS excitation ~100meV ZnTe barrier 1.95 2.00 2.05 2.10 2.15 2.20 2.25 2.30 2.35 2.40 Emission 2.05 2.10 2.15 stany wzbudzone mają podobny rozkład do rozkładu stanów podstawowych, są przesunięte o około 100 mev w stronę wyższych energii Widmo wzbudzenia Spektroskopia rezonansowa dwa typy rezonansów obserwowane dla kropek kwantowych CdTe/ZnTe QDs T. Nguyen, SM, et al., PRB 2004

Podobieństwo widm PLE Obrazowanie luminescencji better spatial resolution improved signal to noise ratio Intensity [arb. units] aperture 800nm T=7K PL dot A dot B dot C PLE dot C dot A dot B widma PLE wskazują na występowanie identycznych rezonansów dla różnych kropek kwantowych w zespole increase of the refractive index between the microscope and the sample increases the effective numerical aperture of the system 2,01 2,02 2,03 2,11 2,12 2,13 T. Nguyen, SM, et al., PRB 2007 enhanced collection efficiency should enable large field mapping usable at low temperature easy to fabricate, materials used: -) zirconium dioxide, n=2 -) gallium phosphide, n=3.5 -) Schott glass, n=1.8 Obrazowanie luminescencji Obrazowanie luminescencji K. Hewaparakrama, SM, et al., APL 2004

Mapowanie luminescencji Mapowanie luminescencji Y [µm] 12 10 8 6 4 PL intensity [arb. units] T=7K 2 0 1 2 3 4 5 6 7 X [µm] 603 606 609 612 615 618 Wavelength [nm] for each emission energy a PL an ~ 8x8 µm map is collected approximately 10 5 individual dots can be imaged with a very high signal to noise ration in a single ½ hour acquisition K. Hewaparakrama, SM, et al., APL 2004 Mapowanie rezonansów Mapowanie rezonansów

Mapowanie rezonansów Model układu identyczne rezonanse występują dla kropek o różnym położeniu T. Nguyen, SM, et al., PRB 2007 E Y drut łączący dwie kropki kwantowe X distance between the dots 106 nm wire - 500 nm long stany związane są wyraźnie oddzielone od stanów ciągłych Density of states Probability 12 10 8 6 4 2 0 1,0 (c) 0,8 0,6 0,4 0,2 confined states red - QD1 blue - QD2 black - platelet 0,0 0 4 8 12 Energy [arb. units] continuum (b) 300 200 100 T. Nguyen, SM, et al., PRB 2007 0 Quantum state Model układu Probability 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0,00 QD1 x QD2 E1 E2 8 12 Energy [arb. units] Y Distance [nm] 2 4 6 8 10 platelet E1 (b) QD1 QD2 240 320 200 280 360 2 wzbudzenie placka umożliwia obsadzenie obu kropek kwantowych Y Distance [nm] 4 6 8 E2 platelet T. Nguyen, SM, et al., PRB 2007 10 (c) QD1 QD2 240 320 200 280 360 X Distance [nm]