Интерфейсная люминесценция гетероструктуры $n$-GaAs/$n$-GaAlAs, полученной жидкостной эпитаксией

Изложены результаты исследования фотолюминесценции, обусловленной наличием гетерограницы (интерфейса), в гетероструктурах $n$-GaAs/$n$-Ga$_{1-x$Al$_{x}$As} (${0.015\leqslant x\leqslant0.4}$); концентрация электронов в GaAs — $10^{15}\,\text{см}^{-3}$, а в GaAlAs — $10^{18}\,\text{см}^{-3}$ (300 K).
Изучалась стационарная и нестационарная фотолюминесценция при гелиевых температурах.
Спектры интерфейсной фотолюминесценции состоят из двух полос ($H_{1}$ и $H_{2}$), расположенных между полосами донорно-акцепторной и экситонной рекомбинации в GaAs. Максимумы интерфейсных полос с ростом интенсивности возбуждения $I$ смещаются в коротковолновую область, причем полоса $H_{2}$ смещается сильнее.
В области малых $I$ в структурах с большим $x$ интенсивность $\Phi$ полос $H_{1}$ и $H_{2}$ с ростом $I$ увеличивается сверхлинейно, а релаксация люминесценции происходит за времена 200$-$300 нс. При больших $I$ зависимость $\Phi(I)$ становится линейной, а время релаксации — короче 10 нс.
Сделано заключение, что интерфейсная люминесценция обусловлена туннельной излучательной рекомбинацией двумерных электронов с дырками, локализованными на акцепторах (полоса $H_{1}$), и с дырками в $v$-зоне, находящимися в ямах потенциального рельефа вблизи интерфейса (полоса $H_{2}$).