Вестник МГТУ. 2017, №4.

Вестник МГТУ. 2017. Т. 20, № 4. С. 697–704. DOI: 10.21443/1560-9278-2017-20-4-697-704 701 движения его центра масс. Учет движения центра масс экситона, согласно [7], приводит к тому, что линии энергетического спектра экситона расширяются в зоны. По нашему мнению, этим можно объяснить тот факт (табл. 2), что в температурных интервалах 230–190 К и 190–170 К наблюдаются близкие значения энергии ионизации экситонного уровня: 0,533 мэВ и 0,565 мэВ. Возможно, эти энергии соответствуют одному и тому же значению n , равному 10. Таблица 1. Расчетные E рас и экспериментально определенные значения E i энергии ионизации экситонов для полупроводникового лазера L 1 , соответствующие различным температурным интервалам Table 1. The calculated E рас and experimentally determined E i values of the excitons' ionization energy for the semiconductor laser L 1 , corresponding to different temperature intervals Интервал температур, K Расчетный номер уровня E i , мэВ E рас , мэВ | E i – E рас | / E рас , % I II III IV V 270–249 4 1,657 1,657 0 249–210 5 1,04 1,06 1,9 210–170 6 0,692 0,732 5,5 170–151 8 0,442 0,411 7,5 151–130 9 0,335 0,327 2,45 130–110 10 0,254 0,265 4,15 110–90 18 0,0853 0,082 5,56 90–70 22 0,0543 0,0548 0,91 70–50 30 0,0302 0,0295 2,37 Таблица 2. Расчетные E рас и экспериментально определенные E i значения энергии ионизации экситонов для полупроводникового лазера L 2 , соответствующие различным температурным интервалам Table 2. The calculated E рас and experimentally determined E i values of the excitons' ionization energy for the semiconductor laser L 2 , corresponding to different temperature intervals Интервал температур, K Номер уровня E i , мэВ E рас , мэВ | E i – E рас | / E рас , % I II III IV V 298–270 5 2,095 2,095 0 270–230 6 1,438 1,455 1,16 230–190 10 0,533 0,524 1,72 190–170 10 0,565 0,524 7,8 160–150 11 0,432 0,433 0,23 150–130 14 0,266 0,267 0,37 130–110 15 0,228 0,233 1,72 110–90 27 0,0708 0,0718 1,39 70–50 28 0,0691 0,0698 3,3 Возникает вопрос, каким образом экситоны, имеющие малую энергию ионизации (от сотых долей мэВ до десятков мэВ), могут проявить себя в излучении, определяемом энергией в несколько эВ? По нашему мнению, этому экспериментальному факту можно дать следующее объяснение. Как говорилось выше, электрон может рекомбинировать с дыркой не сразу, а вначале образует экситон. В терминах зонной диаграммы это означает, что экситон займет один из энергетических уровней, отличающийся на единицы (или доли единицы) мэВ от энергии дна зоны проводимости. Затем, когда экситон спустя некоторое время аннигилирует, возникнет квант излучения, отличающийся по энергии от ширины запрещенной зоны на столь же малую величину. Очевидно, что спектр излучения, связанный с аннигиляцией экситона, фактически сливается со спектром, возникающим при межзонной рекомбинации, и определяется, как было указано выше, двумя основными процессами. Для того чтобы аннигиляция экситона произошла, необходимо, чтобы на соответствующем уровне накопилось достаточное число экситонов [7]. Можно высказать предположение, что ограничивающим процессом в двухступенчатой рекомбинации через промежуточное экситонное состояние является заполнение экситонного энергетического уровня. Возможно, именно по этой причине энергия ионизации экситона может быть обнаружена на экспериментальной зависимости 1 ln . g E T      