We report on a magnetoluminescence study of epitaxially grown single CdTe quantum dots doped with small amounts of copper (of the order of 0.1 at. %) embedded in a ZnTe semiconducting matrix. The survey of tens of quantum dots did not reveal the presence of a dot containing one Cu ion in a +2 oxidation state with a localized spin 1/2. Instead, more complicated patterns of emission lines were detected. This fact leads us to a conclusion that Cu impurities are in a Cu+ spinless state and are subject to trigonal strain. Such an assumption gives (as our model calculations show) a qualitative agreement with an observed decrease of the excitonic g-factors and the values of the circular polarization degree as compared to those values in CdTe quantum dots without copper impurities. To further improve the agreement, we propose that the quantum dot formation in the Stranski-Krastanov mode is perturbed by the presence of copper, which results in a slight tilt of the dot quantization axis away from the [100] growth direction.

1.
L.
Besombes
,
Y.
Léger
,
L.
Maingault
,
D.
Ferrand
,
H.
Mariette
, and
J.
Cibert
,
Phys. Rev. Lett.
93
,
207403
(
2004
).
2.
A.
Kudelski
,
A.
Lemaitre
,
A.
Miard
,
P.
Voisin
,
T.
Graham
,
R.
Warburton
, and
O.
Krebs
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
247209
(
2007
).
3.
C.
Le Gall
,
L.
Besombes
,
H.
Boukari
,
R.
Kolodka
,
J.
Cibert
, and
H.
Mariette
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
127402
(
2009
).
4.
M.
Goryca
,
T.
Kazimierczuk
,
M.
Nawrocki
,
A.
Golnik
,
J. A.
Gaj
,
P.
Kossacki
,
P.
Wojnar
, and
G.
Karczewski
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
087401
(
2009
).
5.
J.
Kobak
,
T.
Smoleński
,
M.
Goryca
,
M.
Papaj
,
K.
Gietka
,
A.
Bogucki
,
M.
Koperski
,
J.-G.
Rousset
,
J.
Suffczyński
,
E.
Janik
,
M.
Nawrocki
,
A.
Golnik
,
P.
Kossacki
, and
W.
Pacuski
,
Nat. Commun.
5
,
3191
(
2014
).
6.
T.
Smoleński
,
T.
Kazimierczuk
,
J.
Kobak
,
M.
Goryca
,
A.
Golnik
,
P.
Kossacki
, and
W.
Pacuski
,
Nat. Commun.
7
,
10484
(
2016
).
7.
A.
Lafuente-Sampietro
,
H.
Utsumi
,
H.
Boukari
,
S.
Kuroda
, and
L.
Besombes
,
Phys. Rev. B
93
,
161301
(
2016
).
8.
R.
Fainblat
,
C. J.
Barrows
,
E.
Hopmann
,
S.
Siebeneicher
,
V. A.
Vlaskin
,
D. R.
Gamelin
, and
G.
Bacher
,
Nano Lett.
16
,
6371
(
2016
).
9.
J.
Kobak
,
A.
Bogucki
,
T.
Smoleński
,
M.
Papaj
,
M.
Koperski
,
M.
Potemski
,
P.
Kossacki
,
A.
Golnik
, and
W.
Pacuski
,
Phys. Rev. B
97
,
045305
(
2018
).
10.
P. M.
Koenraad
and
M. E.
Flatté
,
Nat. Mater.
10
,
91
(
2011
).
11.
H. A.
Weakliem
,
J. Chem. Phys.
36
,
2117
(
1962
).
12.
S.
Shionoya
,
T.
Koda
,
K.
Era
, and
H.
Fujiwara
,
J. Phys. Soc. Jpn.
19
,
1157
(
1964
).
13.
G. B.
Stringfellow
and
R. H.
Bube
,
Phys. Rev.
171
,
903
(
1968
).
14.
M.
Godlewski
,
W.
Lamb
, and
B.
Cavenett
,
J. Phys. C Solid State Phys.
15
,
3925
(
1982
).
15.
H.
Gislason
,
B.
Monemar
,
P.
Dean
,
D.
Herbert
,
S.
Depinna
,
B.
Cavenett
, and
N.
Killoran
,
Phys. Rev. B
26
,
827
(
1982
).
16.
B.
Monemar
,
P.
Holtz
,
W.
Chen
,
H.
Gislason
,
U.
Lindefelt
, and
M.
Pistol
,
Phys. Rev. B
34
,
8656
(
1986
).
17.
W.
Chen
,
Q.
Zhao
,
B.
Monemar
,
H.
Gislason
, and
P.
Holtz
,
Phys. Rev. B
35
,
5722
(
1987
).
18.
K. E.
Knowles
,
K. H.
Hartstein
,
T. B.
Kilburn
,
A.
Marchioro
,
H. D.
Nelson
,
P. J.
Whitham
, and
D. R.
Gamelin
,
Chem. Rev.
116
,
10820
(
2016
).
19.
K. E.
Knowles
,
H. D.
Nelson
,
T. B.
Kilburn
, and
D. R.
Gamelin
,
J. Am. Chem. Soc.
137
,
13138
(
2015
).
20.
K. E.
Hughes
,
K. H.
Hartstein
, and
D. R.
Gamelin
,
ACS Nano
12
,
718
(
2018
).
21.
A.
Pandey
,
S.
Brovelli
,
R.
Viswanatha
,
L.
Li
,
J.
Pietryga
,
V. I.
Klimov
, and
S.
Crooker
,
Nat. Nanotechnol.
7
,
792
(
2012
).
22.
Y.-S.
Park
,
W. K.
Bae
,
J. M.
Pietryga
, and
V. I.
Klimov
,
ACS Nano
8
,
7288
(
2014
).
23.
H. D.
Nelson
,
X.
Li
, and
D. R.
Gamelin
,
J. Phys. Chem. C
120
,
5714
(
2016
).
24.
F.
Tinjod
,
I.-C.
Robin
,
R.
André
,
K.
Kheng
,
H.
Mariette
et al.,
J. Alloys Compd.
371
,
63
(
2004
).
25.
P.
Wojnar
,
C.
Bougerol
,
E.
Bellet-Amalric
,
L.
Besombes
,
H.
Mariette
, and
H.
Boukari
,
J. Cryst. Growth
335
,
28
(
2011
).
26.
K.
Kukliński
,
Ł.
Kłopotowski
,
K.
Fronc
,
M.
Wiater
,
P.
Wojnar
,
P.
Rutkowski
,
V.
Voliotis
,
R.
Grousson
,
G.
Karczewski
,
J.
Kossut
, and
T.
Wojtowicz
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
eid141906
(
2011
).
27.
T.
Kazimierczuk
,
T.
Smoleński
,
M.
Goryca
,
Ł.
Kłopotowski
,
P.
Wojnar
,
K.
Fronc
,
A.
Golnik
,
M.
Nawrocki
,
J. A.
Gaj
, and
P.
Kossacki
,
Phys. Rev. B
84
,
165319
(
2011
).
28.
J.
Suffczyński
,
T.
Kazimierczuk
,
M.
Goryca
,
B.
Piechal
,
A.
Trajnerowicz
,
K.
Kowalik
,
P.
Kossacki
,
A.
Golnik
,
K. P.
Korona
,
M.
Nawrocki
,
J. A.
Gaj
, and
G.
Karczewski
,
Phys. Rev. B
74
,
085319
(
2006
).
29.
T.
Kazimierczuk
,
M.
Goryca
,
M.
Koperski
,
A.
Golnik
,
J. A.
Gaj
,
M.
Nawrocki
,
P.
Wojnar
, and
P.
Kossacki
,
Phys. Rev. B
81
,
155313
(
2010
).
30.
Y.
Léger
,
L.
Besombes
,
J.
Fernández-Rossier
,
L.
Maingault
, and
H.
Mariette
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
107401
(
2006
).
31.
Ł.
Kłopotowski
,
V.
Voliotis
,
A.
Kudelski
,
A. I.
Tartakovskii
,
P.
Wojnar
,
K.
Fronc
,
R.
Grousson
,
O.
Krebs
,
M. S.
Skolnick
,
G.
Karczewski
, and
T.
Wojtowicz
,
Phys. Rev. B
83
,
155319
(
2011
).
32.
M.
Bayer
,
G.
Ortner
,
O.
Stern
,
A.
Kuther
,
A.
Gorbunov
,
A.
Forchel
,
P.
Hawrylak
,
S.
Fafard
,
K.
Hinzer
,
T.
Reinecke
et al.,
Phys. Rev. B
65
,
195315
(
2002
).
33.
J.
Kobak
,
T.
Smoleński
,
M.
Goryca
,
J.-G.
Rousset
,
W.
Pacuski
,
A.
Bogucki
,
K.
Oreszczuk
,
P.
Kossacki
,
M.
Nawrocki
,
A.
Golnik
,
J.
Płachta
,
P.
Wojnar
,
C.
Kruse
,
D.
Hommel
,
M.
Potemski
, and
T.
Kazimierczuk
,
J. Phys. Condens. Matter
28
,
265302
(
2016
).
34.
A. A.
Maksimov
,
G.
Bacher
,
A.
McDonald
,
V. D.
Kulakovskii
,
A.
Forchel
,
C. R.
Becker
,
G.
Landwehr
, and
L. W.
Molenkamp
,
Phys. Rev. B
62
,
R7767
(
2000
).
35.
A.
Hundt
,
J.
Puls
, and
F.
Henneberger
,
Phys. Rev. B
69
,
121309
(
2004
).
36.
G.
Bacher
,
A. A.
Maksimov
,
H.
Schömig
,
V. D.
Kulakovskii
,
M. K.
Welsch
,
A.
Forchel
,
P. S.
Dorozhkin
,
A. V.
Chernenko
,
S.
Lee
,
M.
Dobrowolska
, and
J. K.
Furdyna
,
Phys. Rev. Lett.
89
,
127201
(
2002
).
37.
Ł.
Kłopotowski
,
L.
Cywiński
,
M.
Szymura
,
V.
Voliotis
,
R.
Grousson
,
P.
Wojnar
,
K.
Fronc
,
T.
Kazimierczuk
,
A.
Golnik
,
G.
Karczewski
, and
T.
Wojtowicz
,
Phys. Rev. B
87
,
245316
(
2013
).
38.
L.
Besombes
,
K.
Kheng
, and
D.
Martrou
,
Phys. Rev. Lett.
85
,
425
(
2000
).
39.
Y.
Leger
,
L.
Besombes
,
L.
Maingault
, and
H.
Mariette
,
Phys. Rev. B
76
,
045331
(
2007
).
40.
G. L.
Bir
and
G. E.
Pikus
,
Symmetry and Strain-Induced Effects in Semiconductors
(
Wiley
,
New York
,
1974
).
41.
T.
Smoleński
,
T.
Kazimierczuk
,
M.
Goryca
,
T.
Jakubczyk
,
P.
Wojnar
,
A.
Golnik
,
P.
Kossacki
et al.,
Phys. Rev. B
86
,
241305
(
2012
).
You do not currently have access to this content.