Skip to main content
SpringerLink
Log in

Optical Interaction of Light with Semiconductor Quantum-Confined States at the Nanoscale

  • Reference work entry
  • First Online:
Handbook of Nano-Optics and Nanophotonics

  • 2289 Accesses

Abstract

In this chapter, near-field imaging spectroscopy of quantum-confined systems with a spatial resolution as high as 10–30 nm is described. Spatial profiles of local density of states and exciton wavefunctions confined in quantum dots are visualized. The fundamental aspects of localized and delocalized electrons in interface and alloy disorder systems are also discussed.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Log in via an institution
Chapter
USD 29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD 699.99
Price excludes VAT (USA)
  • Available as EPUB and PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
Hardcover Book
USD 849.99
Price excludes VAT (USA)
  • Durable hardcover edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

References

  1. M. Ohtsu, K. Kobayashi, T. Kawazoe, S. Sangu, T. Yatsui, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 839 (2002)

    Article  Google Scholar 

  2. P. Micheler, Single Quantum Dots (Springer, Berlin/Heiderberg, 2003)

    Google Scholar 

  3. D. Gammon, E.S. Snow, B.V. Shanabrook, D.S. Katzer, D. Park, Phys. Rev. Lett. 76, 3005 (1996)

    Article  ADS  Google Scholar 

  4. J. Hours, P. Senellart, E. Peter, A. Cavanna, J. Bloch, Phys. Rev. B 71, R161306 (2005)

    Article  ADS  Google Scholar 

  5. M. Ohtsu, Near-Field Nano/Atom Optics and Spectroscopy (Springer, Tokyo, 1998)

    Book  Google Scholar 

  6. L. Novotny, B. Hecht, Principle of Nano-optics (Cambridge University Press, New York, 2006)

    Book  Google Scholar 

  7. N. Hosaka, T. Saiki, Opt. Rev. 13, 262 (2006)

    Article  Google Scholar 

  8. J.N. Farahani, D.W. Pohl, H.-J. Eisler, B. Hecht, Phys. Rev. Lett. 95, 17402 (2005)

    Article  ADS  Google Scholar 

  9. K. Cho, Optical Response of Nanostructures (Springer, Berlin/Heidelberg, 2003)

    Book  Google Scholar 

  10. K. Matsuda, T. Saiki, S. Nomura, M. Mihara, Y. Aoyagi, S. Nair, T. Takagahara, Phys. Rev. Lett. 91, 177401 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  11. K. Karrai, R.D. Grober, Appl. Phys. Lett. 66, 1842 (1995)

    Article  ADS  Google Scholar 

  12. T. Saiki, K. Nishi, M. Ohtsu, Jpn. J. Appl. Phys. 37, 1638 (1998)

    Article  ADS  Google Scholar 

  13. H. Nakamura, T. Sato, H. Kambe, K. Sawada, T. Saiki, J. Microsc. 202, 50 (2001)

    Article  MathSciNet  Google Scholar 

  14. T. Saiki, S. Mononobe, M. Ohtsu, N. Saito, J. Kusano, Appl. Phys. Lett. 68, 2612 (1996)

    Article  ADS  Google Scholar 

  15. D.W. Pohl, W. Denk, M. Lanz, Appl. Phys. Lett. 44, 651 (1984)

    Article  ADS  Google Scholar 

  16. T. Saiki, K. Matsuda, Appl. Phys. Lett. 74, 2773 (1999)

    Article  ADS  Google Scholar 

  17. P. Anger, P. Bharadwaj, L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 96, 113002 (2006)

    Article  ADS  Google Scholar 

  18. J. Michaelis, C. Hettich, J. Mlynek, V. Sandoghdar, Nature 405, 325 (2000)

    Article  ADS  Google Scholar 

  19. R. Eckert, J.M. Freyland, H. Gersen, H. Heinzelmann, G. Schurmann, W. Noell, U. Staufer, N.F. de Rooij, Appl. Phys. Lett. 77, 3695 (2000)

    Article  ADS  Google Scholar 

  20. J.M. Kim, T. Ohtani, H. Muramatsu, Surf. Sci. 549, 273 (2004)

    Article  ADS  Google Scholar 

  21. N. Hosaka, T. Saiki, J. Microsc. 202, 362 (2001)

    Article  MathSciNet  Google Scholar 

  22. H. Furukawa, S. Kawata, Opt. Commun. 132, 170 (1996)

    Article  ADS  Google Scholar 

  23. E.D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids (Academic, New York, 1985)

    Google Scholar 

  24. K. Matsuda, T. Saiki, S. Nomura, M. Mihara, Y. Aoyagi, Appl. Phys. Lett. 81, 2291 (2002)

    Article  ADS  Google Scholar 

  25. G.W. Bryant, Appl. Phys. Lett. 72, 768 (1998)

    Article  ADS  Google Scholar 

  26. Di Stefano, S. Savasta, G. Pistone, G. Martino, R. Girlanda, Phys. Rev. B 68, 165329 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  27. E. Runge, C. Lienau, Appl. Phys. B 84, 103 (2006)

    Article  ADS  Google Scholar 

  28. U. Hohenester, G. Goldone, E. Molinari, Phys. Rev. Lett. 95, 216802 (2005)

    Article  ADS  Google Scholar 

  29. F. Hatami, M. Grundmann, N.N. Ledentsov, F. Heinrichsdorff, R. Heitz, J. Bohrer, D. Bimberg, S.S. Ruvimov, P. Werner, V.M. Ustinov, P.S. Kop’ev, Zh.I. Alferov, Phys. Rev. B 57, 4635 (1998)

    Google Scholar 

  30. K. Suzuki, R.A. Hogg, Y. Arakawa, J. Appl. Phys. 85, 8349 (1999)

    Article  ADS  Google Scholar 

  31. Ph. Lelong, K. Suzuki, G. Bastard, H. Sakaki, Y. Arakawa, Physica E 7, 393 (2000)

    Article  ADS  Google Scholar 

  32. L. M-Kircsch, R. Heitz, A. Schliwa, O. Stier, D. Bimberg, H. Kirmse, W. Neumann, Appl. Phys. Lett. 78, 1418 (2001)

    Article  ADS  Google Scholar 

  33. E. Ribeiro, A.O. Govorov, W. Carvalho, G. Medeiros-Ribeiro, Phys. Rev. Lett. 92, 126402 (2004)

    Article  ADS  Google Scholar 

  34. E. Dekel, D. Gershoni, E. Ehrenfreund, D. Spektor, J.M. Garcia, P.M. Petroff, Phys. Rev. Lett. 80, 4991 (1998)

    Article  ADS  Google Scholar 

  35. D.V. Regelman, U. Mizrahi, D. Gershoni, E. Ehrenfreund, W.V. Schoenfeld, P.M. Petroff, Phys. Rev. Lett. 87, 257401 (2001)

    Article  ADS  Google Scholar 

  36. K. Brunner, G. Abstreiter, G. Bohm, G. Trankle, G. Weimann, Phys. Rev. Lett. 73, 1138 (1994)

    Article  ADS  Google Scholar 

  37. S. Rodt, R. Heitz, A. Schliwa, R.L. Sellin, F. Guffarth, D. Bimberg, Phys. Rev. B 68, 035331 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  38. T. Nakai, S. Iwasaki, K. Yamaguchi, Jpn. J. Appl. Phys. 43, 2122 (2004)

    Article  ADS  Google Scholar 

  39. A.J. Williamson, L.W. Wang, A. Zunger, Phys. Rev. B 62, 12963 (2000)

    Article  ADS  Google Scholar 

  40. R. Resta, Phys. Rev. B 16, 2717 (1977)

    Article  ADS  Google Scholar 

  41. L.-W. Wang, J. Kim, A. Zunger, Phys. Rev. B 59, 5678 (1999)

    Article  ADS  Google Scholar 

  42. T. Nakai, K. Yamaguchi, Jpn. J. Appl. Phys. 44, 3803 (2005)

    Article  ADS  Google Scholar 

  43. N.N. Ledentsov, J. Bohrer, M. Beer, F. Heinrichsdorff, M. Grundmann, D. Bimberg, S.V. Ivanov, B.Ya. Meltser, S.V. Shaposhnikov, I.N. Yassievich, N.N. Faleev, P.S. Kop’ev, Zh.I. Alferov, Phys. Rev. B 52, 14058 (1995)

    Google Scholar 

  44. C.D. Simserides, U. Hohenester, G. Goldone, E. Molinari, Phys. Rev. B 62, 13657 (2000)

    Article  ADS  Google Scholar 

  45. T. Saiki, K. Matsuda, S. Nomura, M. Mihara, Y. Aoyagi, S. Nair, T. Takagahara, J. Electron Microsc. 53, 193 (2004)

    Article  Google Scholar 

  46. Q. Wu, R.D. Grober, D. Gammon, D.S. Katzer, Phys. Rev. B 62, 13022 (2000)

    Article  ADS  Google Scholar 

  47. D. Gammon, E.S. Snow, D.S. Katzer, Appl. Phys. Lett. 67, 2391 (1995)

    Article  ADS  Google Scholar 

  48. S.V. Nair, T. Takagahara, Phys. Rev. B 55, 5153 (1997)

    Article  ADS  Google Scholar 

  49. M.F. Crommie, C.P. Lutz, D.M. Eigler, Nature 363, 524 (1993)

    Article  ADS  Google Scholar 

  50. M.F. Crommie, C.P. Lutz, D.M. Eigler, Science 262, 218 (1993)

    Article  ADS  Google Scholar 

  51. M. Morgenstern, J. Klijn, C. Meyer, M. Getzlaff, R. Adelung, R.A. Romer, K. Rossnagel, L. Kipp, M. Skibowski, R. Wiesendanger, Phys. Rev. Lett. 89, 136806 (2002)

    Article  ADS  Google Scholar 

  52. C. Meyer, J. Klijn, M. Morgenstern, R. Wiesendanger, Phys. Rev. Lett. 91, 076803 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  53. K. Kanisawa, M.J. Butcher, Y. Tokura, H. Yamaguchi, Y. Hirayama, Phys. Rev. Lett. 87, 196804 (2001)

    Article  ADS  Google Scholar 

  54. C. Chicanne, T. David, R. Quidant, J.C. Weeber, Y. Lacroute, E. Bourillot, A. Dereux, G. Colas des Francs, C. Girard, Phys. Rev. Lett. 88, 097402 (2002)

    Google Scholar 

  55. D. Heitmann, J.P. Kotthaus, Phys. Today 46, 56 (1993)

    Article  Google Scholar 

  56. A. Lorke, J.P. Kotthaus, K. Ploog, Phys. Rev. Lett. 64, 2559 (1990)

    Article  ADS  Google Scholar 

  57. W. Hansen, T.P. Smith III, K.Y. Lee, J.A. Brum, C.M. Knoedler, J.M. Hong, D.P. Kern, Phys. Rev. Lett. 62, 2168 (1989)

    Article  ADS  Google Scholar 

  58. S. Nomura, Y. Aoyagi, Phys. Rev. Lett. 93, 096803 (2004)

    Article  ADS  Google Scholar 

  59. V. Kukushkin, K. von Klitzing, K. Ploog, V.B. Timofeev, Phys. Rev. B 40, 7788 (1989)

    Article  ADS  Google Scholar 

  60. V. Kukushkin, R.J. Haung, K. von Klitzing, K. Ploog, Phys. Rev. Lett. 72, 736 (1994)

    Article  ADS  Google Scholar 

  61. S. Nomura, Y. Aoyagi, Surf. Sci. 529, 171 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  62. S. Nomura, T. Nakanishi, Y. Aoyagi, Phys. Rev. B 63, 165330 (2001)

    Article  ADS  Google Scholar 

  63. A. Kumar, S.E. Laux, F. Stern, Phys. Rev. B 42, 5166 (1990)

    Article  ADS  Google Scholar 

  64. M.P. Stopa, Phys. Rev. B 54, 13767 (1996).

    Article  ADS  Google Scholar 

  65. D. Gammon, E.S. Snow, B.V. Shanabrook, D.S. Katzer, D. Park, Science 273, 87 (1996)

    Article  ADS  Google Scholar 

  66. M. Grundmann, J. Christen, N.N. Ledentsov, J. Bohrer, D. Bimberg, S.S. Ruvimov, P. Werner, U. Richter, U. Gosele, J. Heydenreich, V.M. Ustinov, A.Yu. Egorov, A.E. Zhukov, P.S. Kop’ev, Zh.I. Alferov, Phys. Rev. Lett. 74, 4043 (1995)

    Google Scholar 

  67. A. Buyanova, W.M. Chen, G. Pozina, J.P. Bergman, B. Monemar, H.P. Xin, C.W. Tu, Appl. Phys. Lett. 75, 501 (1999)

    Article  ADS  Google Scholar 

  68. M. Kondow, K. Uomi, A. Niwa, T. Kitatani, S. Watahiki, Y. Yazawa, Jpn. J. Appl. Phys. 35, 1273 (1996)

    Article  ADS  Google Scholar 

  69. D. Gollub, M. Fischer, M. Kamp, A. Forchel, Appl. Phys. Lett. 81, 4330 (2002)

    Article  ADS  Google Scholar 

  70. M. Kawaguchi, T. Miyamoto, E. Gouardes, D. Schlenker, T. Kondo, F. Koyama, K. Iga, Jpn. J. Appl. Phys. 40, L744 (2001)

    Article  ADS  Google Scholar 

  71. F. Masia, A. Polimeni, G.B.H. von Hogersthal, M. Bissiri, M. Capizzi, P.J. Klar, W. Stolz, Appl. Phys. Lett. 82, 4474 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  72. S. Francoeur, S.A. Nikishin, C. Jin, Y. Qiu, H. Temkin, Appl. Phys. Lett. 75, 1538 (1999)

    Article  ADS  Google Scholar 

  73. A. Moto, S. Tanaka, N. Ikoma, T. Tanabe, S. Takagishi, M. Takahashi, T. Katsuyama, Jpn. J. Appl. Phys. 38, 1015 (1999)

    Article  ADS  Google Scholar 

  74. J. Sik, M. Schubert, G. Leibiger, V. Gottschalch, G. Wagner, J. Appl. Phys. 89, 294 (2001)

    Article  ADS  Google Scholar 

  75. K. Matsuda, T. Saiki, S. Takahashi, A. Moto, M. Takagishi, Appl. Phys. Lett. 78, 1508 (2001)

    Article  ADS  Google Scholar 

  76. M. Takahashi, A. Moto, S. Tanaka, T. Tanabe, S. Takagishi, K. Karatani, M. Nakayama, K. Matsuda, T. Saiki, J. Cryst. Growth 221, 461 (2001)

    Article  ADS  Google Scholar 

  77. M. Mintairov, T.H. Kosel, J.L. Merz, P.A. Blagnov, A.S. Vlasov, V.M. Ustinov, R.E. Cook, Phys. Rev. Lett. 87, 277401 (2001)

    Article  ADS  Google Scholar 

  78. L. Grenouillet, C. Bru-Chevallier, G. Guillot, P. Gilet, P. Duvaut, C. Vannuffel, A. Million, A. Chenevas-Paule, Appl. Phys. Lett. 76, 2241 (2000)

    Article  ADS  Google Scholar 

  79. X.D. Luo, J.S. Huang, Z.Y. Xu, C.L. Yang, J. Liu, W.K. Ge, Y. Zhang, A. Mascarenhas, H.P. Xin, C.W. Tu, Appl. Phys. Lett. 82, 1697 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  80. Y.J. Wang, X. Wei, Y. Zhang, A. Mascarenhas, H.P. Xin, Y.G. Hong, C.W. Tu, Appl. Phys. Lett. 82, 4453 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

Download references

Acknowledgements

We are grateful to M. Ohtsu, S. Mononobe, K. Matsuda, N. Hosaka, M. Sakai, K. Sawada, H. Nakamura, Y. Aoyagi, M. Mihara, S. Nomura, S. Nair, T. Tagahara, M. Takahashi, A. Moto, and S. Takagishi for their assistance and fruitful discussions.

Author information

Authors and Affiliations

  1. Department of Electronics and Electrical Engineering, Keio University, 3-14-1 Hiyoshi, Kohoku-ku, Yokohama, 223-8522, Kanagawa, Japan

    Toshiharu Saiki

Authors
  1. Toshiharu Saiki
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding author

Correspondence to Toshiharu Saiki .

Editor information

Editors and Affiliations

  1. Graduate School of Engineering, The University of Tokyo Graduate School of Engineering, Tokyo, Japan

    Motoichi Ohtsu

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2013 Springer-Verlag Berlin Heidelberg

About this entry

Cite this entry

Saiki, T. (2013). Optical Interaction of Light with Semiconductor Quantum-Confined States at the Nanoscale. In: Ohtsu, M. (eds) Handbook of Nano-Optics and Nanophotonics. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-31066-9_12

Download citation

Publish with us

Policies and ethics

Search

Navigation