Образование связности (перколяции) экситонов в плотных и разреженных массивах квантовых точек в матрицах разной топологии

Abstract

В первой части статьи объясняются различия между геометрической и квантовой перколяциями носителей заряда или экситонов в плотных и разрежённых массивах квантовых точек II–VI-полупроводников, выращенных в 3D-матрицах или на сферических подложках. Показаны также различия в экспериментальных методах регистрации порога протекания экситонов в 3D-матрицах с металлическими и полупроводниковыми включениями. Во второй части представлены данные, которые показывают, что в массивах с квантовыми точками ZnO и CdS, выращенных на сферах диоксида кремния SiO2 , существуют два порога перколяции экситонов. Это явление напоминает то, которое наблюдалось в другой системе, а именно в ионных проводниках с небольшими включениями диэлектрической фазы. На основании полученных результатов дано обоснование физической природы этого явления.

У першій частині статті пояснюються відмінності між геометричною та квантовою перколяціями носіїв заряду або екситонів у щільних та розріджених масивах квантових точок II–VI-напівпровідників, вирощених у 3D-матрицях або на сферичних підложжях. Показано також відмінності в експериментальних методах реєстрації утворення порогу протікання екситонів у 3D-матрицях з металевими та напівпровідниковими включеннями. У другій частині наведено дані, які показують, що в масивах з квантовими точками ZnO або CdS, одержаних на сферах діоксиду кремнію SiO2 , є два пороги перколяції екситонів. Це явище нагадує те, що спостерігалося в іншій системі, а саме в йонних провідниках з невеликими включеннями діелектричної фази. На основі одержаних результатів дано обґрунтування фізичної природи цього явища.

In the first part, a given reports provides an explanation of some differences between the geometrical and quantum percolations of the charge carriers or excitons in dense and diluted ensembles of quantum dots, which were synthesized within the 3D-matrix or over the spherical surface. Differences in experimental methods of registration of the percolation threshold of excitons within the 3D-matrixes with the metal or semiconductor contaminations are shown. In the second part, results are shown, which confirm that, for structures with the ZnO or CdS quantum dots grown at the spherical surface of SiO2 , there are two critical concentrations or two percolation thresholds. Such phenomenon is similar to another one, which has been observed in the ionic conductors containing the dielectric-phase inclusions. Based on obtained results, the explanation of nature of this phenomenon is provided.