Изучение конкуренции излучательных и безызлучательных процессов в фотонно-кристаллических структурах с Ge(Si) наноостровками

Для светоизлучающих структур с Ge(Si) наноостровками, встроенных в двумерный фотонный кристалл (ФК) с гексагональной решеткой, исследована зависимость интенсивности и вида спектра эмиссии, а также характерных времен спада фотолюминесценции (ФЛ) от глубины травления отверстий фотонного кристалла. Так, при комнатной температуре характерное время спада ФЛ составило ~9 нс для исходной (непроцессированной) структуры и ~600 пс для ФК-структуры, протравленной на полную глубину структуры (до стоп-стоя SiO2). Такое различие во временах жизни неравновесных носителей определяется дополнительной безызлучательной рекомбинацией на боковых поверхностях формируемых отверстий. По мере увеличения глубины травления ФК-структуры улучшается эффективность вывода излучения из образца (за счет взаимодействия с модами ФК), однако возрастает и роль безызлучательных процессов. Баланс этих факторов задает означает, что в соотношении толщины активной области структуры и глубины травления есть оптимум, соответствующий максимальному увеличению интенсивности ФЛ островков Ge(Si) в двумерных ФК-структурах по сравнению с исходными планарными структурами.