Особенности спектров примесного магнитооптического поглощения в многоямной квантовой структуре $D_2^-$ -центрами при наличии диссипативного туннелирования

Актуальность и цели. Актуальность исследования примесных резонансных состояний и их оптических свойств в многоямных квантовых структурах (МКС) связана с перспективой разработки новых источников стимулированного излучения на примесных переходах. Цель работы заключается в теоретическом исследовании влияния внешнего магнитного поля и диссипативного туннелирования на энергетический спектр примесных резонансных $D_2^-$-состояний в квантовых ямах, а также на спектры примесного поглощения МКС с $D_2^-$-центрами. Материалы и методы. Кривые зависимости энергии связи резонансных $D_2^-$-состояний от величины внешнего магнитного поля, а также спектры фотоионизации $D_2^-$-центров были построены для GаАs/АlGаАs структур, легированных мелкими донорами Si. Расчет зависимости энергии связи $D_2^-$-состояний от величины внешнего магнитного поля и параметров диссипативного туннелирования выполнен в рамках модели потенциала нулевого радиуса в приближении эффективной массы. Расчет коэффициента примесного магнитооптического поглощения для МКС выполнен в первом порядке теории возмущений с учетом лоренцева уширения энергетических уровней. Результаты. Показано, что магнитное поле приводит к стабилизации резонансных $D_2^-$-состояний в квантовых ямах в условиях диссипативного туннелирования. Выявлена высокая чувствительность средней энергии связи резонансного $D_2^-$-состояния и уширения резонансных уровней к таким параметрам диссипативного туннелирования, как частота фононной моды, температура, константа взаимодействия с контактной средой. Показано, что с ростом температуры и частоты фононной моды край полосы примесного поглощения сдвигается в длинноволновую область спектра из-за уменьшения средней энергии связи резонансного g-состояния $D_2^-$-центра, а увеличение константы взаимодействия с контактной средой приводит к сдвигу порога фотоионизации в коротковолновую область спектра, что связано с ростом времени жизни резонансного g -состояния. Выводы. В магнитном поле появляется возможность эффективного управления временем жизни резонансных $D_2^-$-состояний в квантовых ямах, что обусловлено достаточно сильной зависимостью вероятности диссипативного туннелирования от величины $D_2^-$. В квантовых ямахGаАs/АlGаАs, легированных мелкими донорами Si, возможно существование резонансных $D_2^-$-состояний в условиях диссипативного туннелирования.