New method of photoluminescence measurements by exciting core levels using synchrotron radiation

Abstract

A new method of Photoluminescence (PL) measurements by exciting core levels using synchrotron radiation was proposed for the studies on quantum structures. Principle of the method was explained by taking AlAs/GaAs quantum well structures as an example. It is suggested that since the quantum structures are selectively excited by photons, this method can be used as a local probe to determine the composition of nano-structures. Photoluminescence Core-Level Excitation (PLCLE) measurements on AlAs/AlGaAs/AlAs quantum wires and ZnSe/CdSe/ZnSe quantum dots have been carried out using monochromatized synchrotron radiation. The samples were prepared by MBE (Molecular Beam Epitaxy) on GaAs(110) substrates. It was found that PL spectra under core-level excitation were slightly different from a conventional PL spectra. PLCLE spectra of AlGaAs quantum wire sample as well as that of CdSe/ZnSe quantum dots sample was shown in figures. As to quantum wire, it was indicated that GaAs peak was mainly induced by exciting valence band. As to quantum dot, the PLCLE spectra revealed interfacial states between ZnSe and CdSe at near 1,023 eV.

量子構造研究に対してシンクロトロン放射を使用してコア準位を励起し光ルミネセンスを測定する新規方法を提案した。方法の原理をAlAs/GaAs量子井戸を例にとって説明した。量子構造が選択的にフォトンにより励起されるので、本方法がナノ構造の構成を確定するための局所プローブとして使用することが可能であることを示唆した。AlAs/AlGaAs/AlAs量子細線、およびZnSe/CdSe/ZnSe量子ドットに対する光ルミネセンス・コア準位励起(PLCLE)測定は単色シンクロトロン放射を用いて実施した。試料はGaAs(110)基板上にMBE(分子線エピタキシ)を用いて調製した。コア準位励起条件下のPLスペクトルが通常のPLスペクトルと若干異なることが分かった。AlGaAs量子細線試料、ならびにCdSe/ZnSe量子ドット試料のPLCLEスペクトルを図示した。量子細線については、GaAsピークが主として励起価電子帯により誘導されたことを示した。量子ドットについては、PLCLEスペクトルが1,023eV近傍におけるZnSeとCdSe間の界面状態を明らかにした。