Бондар М. В. Екситонні процеси та перколяційні переходи у двофазних неузгоджених напівпровідникових II - VI квантових структурах.

Дисертаційнійна робота присвячена дослідженню фізичної природи екситонних процесів та перколяційних переходів у двофазних неузгоджених та неупорядкованих низьковимірних системах: поодиноких квантових ямах, надгратках, сферичних квантових точках II-VI напівпровідників, вирощених у різних діелектричних матрицях. Показаний зв'язок енергії електронів, дірок та екситонів з параметрами процесу епітаксійного росту цих структур. Доведено, що енергія екситонів зумовлена просторовим та діелектричним конфайнментом електронів та дірок, а також міжфазовим неузгодженням. Останнє є наслідком неузгодження між матеріальними параметрами матриці та напівпровідника, і виступає у вигляді ґраткового, температурного або діелектричного. Це призводить до виникнення інтерфейсного непорядку у квантових об'єктах і утворення локалізованих станів екситонів, що істотно впливає на енергетичний спектр зразків. У діелектричних матрицях з квантовими точками ZnSe та CdS доведено утворення перколяційного переходу екситонів, що відобразилось у зміні кольору зразків та радикальній перебудові оптичних спектрів. Показана роль мікроскопічних флуктуацій густини квантових точок на порозі перколяції. Розрахована середня віддаль між найближчими (сусідніми) квантовими точками на порозі при умові, що вони займають лише незначну частину об'єму матриці. Вперше виявлено випромінювання із перколяційного кластера як фрактального об'єкта. Аналіз структури смуги фотолюмінесценції дав можливість зробити висновок, що вона сформована випромінюванням із структурних елементів перколяційного кластера, а саме: остова (хребта), мертвих кінців та внутрішніх порожнин. Запропонована якісна модель для пояснення залежності енергії екситонів у структурних елементах перколяційного кластера від щільності (концентрації) квантових точок у матриці. Розуміння природи таких процесів дозволяє моделювати процеси у реальних мезоскопічних та мікроскопічних системах, таких як товстоплівкові резистори, сенсорні системи, суміші провідних та непровідних частинок різних геометричних форм, пористі матеріали. Запропонований механізм перколяційного переходу екситонів у зразках з різним об'ємом дискретних включень та різною топологією простору базується на квантовій перколяції екситонів. Це дозволяє задовільно описати утворення рівня протікання останніх при досягненні квантовими точками сумарного критичного об'єму, меншого 0.1 об'єму матриці.