The Effect of Magnetic Field on Excitonic Photoluminescence Linewidth in Quantum Well Structures = 양자 우물 구조에서 Exciton의 PL 선폭에 대한 자계의 효과

국문 초록 (Abstract)

양자 우물에서 exciton에 의한 photoluminescence(PL)선 폭을. 자계의 영향과 함께 경계면에서의 미세구조와 연계시키는 이론이 전개된다. 경계면은 미세 변동 δ_1 과 δ_2 로써 표시되는데, 여기서 δ_1 은 우물 폭에서의 변동이고. δ_2 는 경계면과 평행한 면에서의 관련 변동항이다 Exciton이라고 하는 광학적 probe의 실효 크기에 대한 우물 크기의 변동 확률 분포를 결정하기 위해 disordered alloy에 관한 Lifshitz의 이론이 사용된다. 그 다음 PL 선폭은 이 분포 함수로부터 계산된다. GaAs-Al0.3Ga_0.7As 와 In_0.53Ga_0.47As-InP 양자 우물 구조에서 heavy-hole exciton 과 light-hole exciton에 대한 선폭의 Full Width at Half Maximum(FWHM)이 양자 우물 크기의 함수로, 또 경계면 파라미터인 δ_1 과 δ_2의 함수로 구해진다. 주어진 우물 크기와 경계면 파라미터에 대해 자계를 가해주면 extion의 실효크기가 감소하게 되고, 따라서 선 폭은 중가하게 된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A theory correlating the excitonic photoluminescence linewidth in quantum wells with the microscopic structure of the interface in the Presence of a magnetic field is Presented. The interface is described in terms of microscopic fluctuations δ_1 and δ_2 where δ_1 is the local fluctuation in the well width and δ_2 is the lateral correlated extent of the fluctuation. The Lifshitzs theory of disorderd alloys to determine the probability distribution of fluctuations of the well size over the effective extent of the optical probe, namely, the exciton has been used. The photoluminescence line shape is then calculated from this distribution. The fullwidth at half maximum(FWHM) for both the heavy-hole exciton and the light-hole exciton as a function of the well size and interface parameters δ_1 and δ_2 in the presence of of a magnetic field in GaAs-Al_0.3Ga_0.7As and In_0.53Ga_0.47As-InP quantum well structures has been evaluated For a given set of values of well width and interface parameters, the application of the magnetic field reduces the effective size of the exciton and thus increases the linewidth.