 Рис. 1. Изображение квантовых точек InAs в матрице GaAs (вид сверху), полученное с помощью просвечивающей электронной микроскопии. |
Наиболее часто, говоря о квантовых точках (более подробно о низкоразмерных полупроводниковых структурах, их росте и пр. см. статью ), имеют в виду спонтанно сформировавшиеся в процессе роста массивы островков-включений одного полупроводникового материала (с меньшей шириной запрещенной зоны) в матрице другого (с большей шириной запрещенной зоны) - рис. 1. Из-за различия ширины запрещенных зон электроны и дырки оказываются локализованы во всех трех направлениях, как бы "заперты" в квантовой точке, следствием чего и является квазиатомный спектр.
 Рис. 2. (a) Трехмерное изображение квантовой точки. Видно, что она имеет пирамидальную форму с достаточно острой вершиной. Стрелки и цифры в квадратных скобках обозначают различные кристаллографические направления. (b) Более детальное изображение одной из граней. (c) Модель реконструированной поверхности грани (черные и серые шарики - атомы мышьяка (As), светлые - индия (In)). |
На первом рисунке мы представили "вид сверху", однако для более детального изучения структуры квантовых точек требуются изображения с большим разрешением и, конечно, исследователи имеют возможность получать такие изображения. В недавней работе [1] с помощью сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) были получены изображения квантовых точек с атомным разрешением. Непосредственно после формирования массива квантовых точек в результате выращивания ультратонкого слоя InAs на поверхности GaAs (массив квантовых точек, естественно, не заращивался сверху слоем GaAs) образец был в условиях высокого вакуума перемещен в специальную аналитическую камеру. На рисунках 2 и 3 показаны полученные с помощью СТМ трехмерные изображения одиночной кватновой точки.
 Рис. 3. Профили (по высоте) квантовой точки и соответствующие трехмерные СТМ- изображения, вид с разных направлений. |
Конечно, надо иметь в виду, что даже в случае тех же соединений InAs и GaAs размеры и форма квантовой точки зависят от ростовых условий. В случае других соединений квантовые точки могут формироваться и в форме плоских блинчиков, и в форме микросфер (в диэлектрической матрице).
1. J.Marquez, L.Geelhaar, and K.Jacobi. Appl.Phys.Lett. v.78, 2309 (2001).