Published January 2006 | Version v1
Journal article

Exciton characteristics and exciton photoluminescence of silicon QD structures

  • 1. Inst. Fiziki Poluprovodnikov im. V.E. Lashkareva Natsional'noj Akademii Nauk Ukrainy, Kiev (Ukraine)
  • 2. Fiziko-Tekhnicheskij Inst. im. A.F. Ioffe RAN, Sankt-Peterburg (Russian Federation)

Description

The exciton binding energy, the energies of the basic radiative exciton transition, and the zero- phonon radiative lifetime of excitons in silicon quantum dots embedded in the SiOx matrix are calculated in effective mass approximation with quadratic dispersion relation. In addition, the spectra of steady-state photoluminescence and of time-resolved photoluminescence of excitons in the silicon quantum dots are calculated, and the kinetics of the photoluminescence relaxation is considered. The theory is compared with the experiment. It is shown that, for nanostructures involving silicon quantum dots with diameters smaller than 4 nm, the governing factor in the broadening of the spectral photoluminescence bands is the effect of mesoscopic quantum fluctuations

Abstract (Russian)

В приближении эффективных масс и квадратичного закона дисперсии проведен расчет энергии связи экситонов, энергии основного излучательного экситонного перехода и нуль-фононного излучательного времени жизни экситонов в кремниевых квантовых точках, находящихся в матрице SiOx. Рассчитаны также спектры стационарной и время-разрешенной экситонной фотолюминесценции кремниевых квантовых точек, рассмотрена кинетика релаксации фотолюминесценции. Проведено сравнение теории с экспериментом. Показано, что основным фактором уширения спектральных полос фотолюминесценции в наноструктурах с кремниевыми квантовыми точками диаметром менее 4 нм является эффект квантово-мезоскопических флуктуаций

Additional details

Additional titles

Original title (Russian)
Характеристики экситонов и экситонная фотолюминесценция структур с квантовыми точками

Publishing Information

Journal Title
Fizika i Tekhnika Poluprovodnikov
Journal Volume
40
Journal Issue
1
Journal Page Range
p. 98-107
ISSN
0015-3222
CODEN
FTPPA4

Optional Information

Notes
24 refs., 6 figs., 1 tab.