The effect of optical excitation conditions on the spectral and temporal characteristics of the radiation from two-dimensional photonic crystals based on the structures with self-assembled Ge(Si) nanoislands has been studied. It was shown that one of the main factors effecting the spectral position and shape of photoluminescence lines, as well as the photoluminescence kinetics of photonic crystals with Ge(Si) nanoislands, along with the mode structure of the photonic crystal, are the local heating of the samples and the concentration of nonequilibrium charge carriers created by the absorption of the pumping radiation.

Photoluminescence (PL) properties of arrays of spatially ordered single Ge(Si) self-assembled islands, including embedded in two-dimensional photonic crystals (PhC), was studied. Incorporation of an array of ordered single islands and their groups into PhC significantly increases the intensity of their PL signal. The most pronounced increase in intensity (up to 30 times at nitrogen temperatures) is observed for an ordered array of single islands. The increase in PL intensity is associated with interaction of island emission with the radiation modes of the PhC, which is more efficient for an array of spatially ordered single islands. As result PL from single ordered Ge(Si) islands embedded in PhC was observed up to room temperature.

Исследовано зарождение трехмерных островков Ge, формируемых на структурированной поверхности Si в виде массива ямок округлой формы. Обнаружено, что зарождение островков Ge происходит внутри ямок с остроконечным дном и по периметру ямок с плоским дном. Данный эффект обусловлен различием в распределении упругой деформации на границе Ge/Si в зависимости от формы дна ямок. Результаты моделирования роста показали, что для ямок с острым дном наиболее релаксированная область находится по центру дна ямки, где и происходит зарождение островков. Тогда как для ямок с плоским дном наиболее релаксированные области смещаются со дна ямок к их краям, что приводит к зарождению островков по их периметру.

Two approaches to the integration of ordered Ge(Si) self-assembled quantum dots (QDs) into two-dimensional photonic crystals (PhC) are considered in the paper. The first approach involves the synthesis on the structured silicon surface of the ordered Ge(Si) QD array, on which PhC is then formed. In the second approach, the PhC itself serves as the template for the ordered QD growth. It is shown that varying the diameter of PhC holes in the framework of the second approach, two growth modes of QDs can be realized, when they are formed inside or outside the PhC holes. For structures with ordered QDs built into PhC, an increase in the intensity of the photoluminescence signal was detected at room temperature in the spectral range of 0.9-1.2 eV, which is associated with the interaction of the emission with the radiation modes of PhC.

Разработан метод создания Ge/Si-структур с пространственно упорядоченными наноостровками при гетероэпитаксии на структурированных подложках Si(001) с квадратной решеткой ямок травления. Иссле-довано влияние глубины и периода расположения затравочных областей (ямок травления) на зарождение и рост Ge(Si)-наноостровков. Показано, что при изменении глубины ямок формируются как отдельные наноостровки внутри ямок, так и упорядоченные группы островков по их периметру. Обнаружено, что размеры наноостровков, формирующихся внутри ямок, увеличиваются с ростом расстояния между ямками от 1 до 4 мкм. Ярко выраженный сигнал фотолюминесценции от структур с пространственно упорядоченными квантовыми точками с периодом 1 мкм и больше наблюдается в диапазоне энергий 0.9−1.0 эВ. DOI: 10.21883/FTP.2018.09.46151.8841 ВведениеЗначительный интерес привлекают к себе полупровод-никовые гетероструктуры, выращенные на специально подготовленных (структурированных) подложках, содер-жащих центры в виде ямок или канавок для зарождения трехмерных самоформирующихся наноостровков (кван-товых точек) [1][2][3][4]. Рост на структурированных подлож-ках является одним из способов контроля мест зарожде-ния самоформирующихся нанообъектов и их упорядоче-ния в пространстве. Упорядочение квантовых точек (КТ) в свою очередь является ключевым фактором для их практического применения в микро-и наноэлектронных устройствах, которые включают в себя запоминающие устройства, лазеры и транзисторы [5,6]. Так, например, рост GeSi-структур на структурированных подложках позволил получить отдельные наноостровки, встроенные в фотонно-кристаллические микрорезонаторы [6-8], что привело к значительному увеличению интенсивности сигнала фотолюминесценции (ФЛ) и сужению линий ФЛ в спектрах отдельных КТ. Существуют различные способы создания структурированной поверхности по-лупроводниковых подложек [9][10][11][12]. Одним из самых популярных среди них является электронно-лучевая ли-тография с последующим плазмохимическим травлени-ем [1-3,7,13]. На основе этого метода можно получать поверхность с рельефом различной конфигурации. Рост структур на специально подготовленных подложках в основном осуществляется двумя методами: химическим осаждением из газовой фазы и молекулярно-лучевой эпитаксией. Как показывают экспериментальные данные, зарождение наноостровков может происходить как внут-ри затравочных мест (ямок или канавок), так и на их периферии [2][3][4]14]. На зарождение наноостровков суще-ственно влияют форма затравочных областей, период их расположения, введение дополнительных деформаций, а также условия роста: скорость осаждения материала и температура подложки.Установление закономерностей формирования про-странственно упорядоченных наноструктур при гетеро-эпитаксии на структурированных подложках позволит создать структуры с заданными параметрами, определя-ющими их электронные и оптические свойства. В дан-ной работе методами атомно-силовой и сканирующей электронной микроскопии, комбинационного рассеяния света и микрофотолюминесценции исследовано влия-ние глубины затравочных о...