Низкотемпературный транспорт в гетероструктурах на основе p-GaAs/Al0.5Ga0.5As при комбинированном воздействии освещения и одноосного сжатия

• Автор: Ильевский, Артем Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

1. Гетероструктуры на основе СаАв/АІдХіа^Ав

1.1. Молекулярно-лучевая эпитаксия

1.2 Схема образования квантовых ям и энергетический спектр двумерных дырок в гетероструктурах на основе GaAsZAlo.5Gao.5As

1.2.1. Образование квантовых ям в гетероструктурах

p-GaAsZAlo.5Gao.5As и p-Alo.5Gao.5AsZGaAsZAlo.5Gao.5As

1.2.2 Спектр 20 дырок в гетер о структур ах p-GaAsZAlo.5Gao.5As и p-Alo.5Gao.5AsZGaAsZAlo.5Gao.5As

1.2.3. Влияние одноосного сжатия на спектр 20 дырок

1.2.4. Экспериментальное подтверждение развития анизотропии спектра 20 дырок в p-GaAsZAlo.5Gao.5As

при приложении одноосного сжатия

1.3. Механизмы рассеяния двумерных носителей в гетероструктурах при низких температурах

1.3.1. Кулоновское рассеяние на заряженных атомах

легирующей примеси
1.3.2. Кулоновское рассеяние на заряженных состояниях
вблизи гетерограницы
1.3.3. Рассеяние на акустическом деформационном потенциале
1.3.4 Пьезоэлектрическое рассеяние
1.3.5. Рассеяние на шероховатостях гетерограницы
1.4. Переход металл-диэлектрик в системе
двумерных носителей заряда
1.5 Глубокие уровни и фотопроводимость
в материалах на основе АШВ
1.5.1 БХ-центры в материалах на основе п-А^Са/.хАв
1.5.2. ЕЬ2 центры в ОаАз
1.5.3. Глубокие уровни в А1*Оа;.*Аз р-типа
1.5.4. Эффект положительной задержанной фотопроводимости
1.5.5. Отрицательная фотопроводимость
2. Методика эксперимента
2.1 Образцы
2.2. Методика изготовления образцов
2.3. Способ создания анизотропной деформации
2.4. Транспортные и магнитотранспортные измерения
2.5. Температурные измерения
2.6. Воздействие оптическим излучением
3. Низкотемпературная отрицательная фотопроводимость в гетероструктурах с одиночной гетерограницей p-GaAsZAIo.5Gao.5As
3.1. Отрицательная фотопроводимость в p-GaAsZAI0.5Ga0.sAs
3.2. Транспортные свойства 2Б дырок в p-GaAsZAlo.5Gao.5As в условиях термоактивационной
отрицательной фотопроводимости
3.2.1. Температурное поведение сопротивления в структурах p-GaAsZAlo.5Gao.jAs
3.2.2. Концентрация и подвижность 20 дырок в состоянии
термоактивационной отрицательной фотопроводимости
3.2.3 Релаксационный процесс после выключения освещения
3.3. Природа термоактивационной
отрицательной фотопроводимости
3.3.1 Переход металл-диэлектрик
3.3.2 Модель с глубокими донороподобными уровнями на гетерогранице для термоактивационной отрицательной фотопроводимости
3.3.2 Концентрация 20 дырок и величина
термоактивационного барьера Ев
3.3.3. Анализ подвижности 20 дырок в квантовой яме
3.3.4. Анализ релаксации отрицательной фотопроводимости в гетероструктурах p-GaAsZAl0.5Gao.jAs
3.4. Исследование влияния дополнительных факторов на транспортные свойства
гетероструктуры p-GaAsZAlo.5Gao.5As (кроме давления)
3.4.1 Изменение длины волны освещения
3.4.2 Изменение интенсивности освещения
3.4.3 Исследование образцов с различной концентрацией 20 дырок в квантовой яме
3.4.4 Гашение релаксации отрицательной фотопроводимости
3.5. Некоторые замечания о возможных источниках глубоких донороподобных центров вблизи гетерограницы
4. Отрицательная и положительная задержанная фотопроводимость в гетероструктурах p-AIo.5Gao.5As/GaAs/Alo.5Gao.5As с прямоугольной квантовой ямой
4.1 Транспортные свойства 20-дырок в условиях положительной задержанной и отрицательной фотопроводимости
4.1.1. Релаксационный процесс после выключения освещения
4.1.2 Концентрация 20 дырок в состоянии отрицательной и положительной задержанной фотопроводимости
4.2. Природа отрицательной и положительной задержанной фотопроводимости

4.2.1 Модель отрицательной и положительной задержанной фотопроводимости в p-Alo.5Gao.5As/GaAs/Alo.5Gao.5As
4.2.2. Определение термоактивационного барьера^
4.2.3. Анализ положительной задержанной фотопроводимости. Термоактивационный барьер Ев1 ]
4.3. Вероятный источник ловушек вблизи инвертированной гетерограницы
Основные выводы и результаты
Литература

1.5.5. Отрицательная фотопроводимость
Наряду с положительной ЗФП в модулированно легированных ОаАз/АЮаАэ гетероструктурах наблюдается также отрицательная фотопроводимость, причем причины возникновения данного эффекта могут бьгть самыми различными. Например, в раб. [107] сообщается об обнаружении отрицательной задержанной фотопроводимости в гетероструктуре п-ОаАз/АЮаАя. Освещение образцов светом с энергией кванта от 0.7 до 1.4 эВ в диапазоне температур 170 < Т < 300 К вызывает уменьшение проводимости. В данном случае авторы объясняют эффект не наличием БХ-центров в активном слое, а ЕЬ2 центрами, расположенными в слое ваАв.
С другой стороны, причиной возникновения ОФП в п-СаАд/А^ОаьхАз может быть фотовозбуждение электронов из квантовой ямы в активный слой А1хОа1.хАз или в буфер СаАэ [108]. В эксперименте исследовались полевые транзисторы на основе п-ОаАв/А^СаьхАз при температуре 77 К. В качестве источника освещения использовались лампы белого света. Включение освещения вызывает уменьшение тока в стоке транзистора, т.е. возникает ОФП.
В гетероструктурах р-типа ОаАд/А^Оа^Аз, легированных Ве, также возможно возникновение отрицательной фотопроводимости, однако ОФП в структурах р-типа труднее поддается изучению, т.к. она наблюдается при низких температурах (Т < 10 К). Впервые эффект ОФП в гетероструктурах р-ОаАэ/АЬОаьхАз был обнаружен Чу и др. [109] при температуре Т = 1.4 К. Освещение гетероструктуры красным светодиодом (энергия кванта 1.88 эВ) приводило к состоянию отрицательной фотопроводимости. Сопротивление системы резко возрастало от 1.0 кОм до 4.42 кОм. При выключении светодиода система медленно релаксировала к темновому состоянию (через 20 мин сопротивление достигало 1.2 кОм). Релаксационная кривая имела неэкспоненциальный характер, причем характерное время релаксации составляло несколько секунд. Подобная неэкспоненциальная зависимость сопротивления от времени при выключении светодиода уже наблюдалась в 20 электронной системе ОаАзШхСаьхАз, где фотопроводимость была положительной. Было выдвинуто предположение о существовании глубоких уровней, лежащих вблизи гетерограницы.
Причиной возникновения отрицательной фотопроводимости помимо