Термостимулированное резонансное туннелирование в асимметричных системах двойных квантовых ям CdSe/ZnSe с самоорганизованными квантовыми точками

Исследование фотолюминесценции двойных квантовых ям, образованных осаждением двух слоев CdSe различной номинальной толщины в матрице ZnSe, обнаружило сильную зависимость спектра фотолюминесценции от ширины барьера ZnSe, разделяющего квантовые ямы, от энергии возбуждающего фотона и от температуры. Мы исследовали спектры фотолюминесценции при ширинах барьера 34, 50 и 63 монослоев при возбуждении фотонами с энергиями 3.06, 2.71 и 2.54 эВ в интервале температур 5–200 K. В спектре фотолюминесценции при надбарьерном (3.06 эВ) и подбарьерном возбуждениях (2.71 эВ) наблюдаются две полосы $I_1(T)$ и $I_2(T)$, соответствующие рекомбинации экситонов, локализованных в квантовых точках мелкой и глубокой квантовых ям. Увеличение температуры до $\sim$ 50 K приводит лишь к слабому уменьшению как суммарной интегральной интенсивности излучения обеих полос $I_{\mathrm{PL}}(T)$, так и каждой из полос $I_1(T)$ и $I_2(T)$ в отдельности. Дальнейшее повышение температуры приводит к существенному перераспределению интенсивности фотолюминесценции между ямами, которое мы связываем с туннелированием экситонов из состояний квантовых точек мелкой ямы в глубокую. Этот процесс имеет активационный характер и проявляется в быстром уменьшении интегральной интенсивности излучения из мелкой квантовой ямы $I_1(T)$ с одновременным возрастанием интенсивности излучения из квантовых точек глубокой квантовой ямы $I_2(T)$. Обнаруженный эффект достигает максимума в области температур $T$ = 110–130 K и максимален в образце с толщиной барьера 50 монослоев. Туннелирование, скорее всего, имеет резонансный характер, так как ширина барьера значительно больше ширин обеих ям, что предопределяет слабое проникновение волновых функций в соседнюю яму, а сам эффект слабо затухает с увеличением толщины барьера. Энергия активации при этом превосходит энергию оптического фонона по крайней мере в 3 раза, что не объясняется существующей теорией.