Гетеропереходы II типа на основе узкозонных полупроводников A3B5 : оптические и магнитотранспортные свойства

• Автор: Моисеев, Константин Дмитриевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 322 с. : ил.

ГЛАВА 1. Гетеропереходы II типа в полупроводниках А3!}3

1Л. Типы энергетических диаграмм гетеропереходов в полупроводниках А3В3

1.2. Ступенчатые гетероструктуры II типа в системе АЮаАзЗЬЛпАэ

1.3. Разъединенные гетероструктуры II типа в системе Оа8Ь-1пАз

1.4. Ступенчатые гетеропереходы II типа ОаТпАз8Ь/Оа8Ь

1.5. Разъединенные гетеропереходы II типа 1пОаАз8Ь/Са8Ь

ГЛАВА 2. Изготовление гетеропереходов II типа Оа1пАз8Ь/1пАз и

установление зонной энергетической диаграммы

2.1. Выращивание эпитаксиальных слоев в системе четверных твердых растворов Оа1пАэ8Ь, изопериодных с подложкой 1пАз, методом жидкофазной эпитаксии
2.1.1. Расчет термодинамических диаграмм фазовых равновесий расплав-твердое тело для системы ОаЛп-Аэ-ЗЬ
2.1.2. Эпитаксиальные слои твердого раствора ОаЬтАэЗЬ, обогащенного ваБЬ, изопериодные с подложкой 1пАб
2.1.3. Одиночные гетероструктуры II типа Оа1пАз8Ы1пАз с резкой планарной границей раздела
2.2. Исследование комбинационного рассеяния в эпитаксиальных слоях четверных твердых растворов Са^ЛпхАэЗЬ, изопериодных
с 1пАз, для составов х<0
2.3. Фотолюминесцентные свойства четверных твердых растворов
(<|Ь Оа1пАз8Ь, изопериодных с 1пАз

2.3.1. Зависимость ширины запрещенной зоны эпитаксиального слоя

GalnAsSb, изопериодного с InAs, от состава твердого раствора
2.3.2. Температурная зависимость ширины запрещенной зоны твердого раствора GalnAsSb, изопериодного с подложкой InAs
2.3.3. Примесные уровни в запрещенной зоне твердого раствора GalnAsSb, обогащенного GaSb
2.3.4. Природные дефекты в твердом растворе GalnAsSb, полученном
из расплава, обогащенного атомарным индием
2.3.5.Афмфотерная примесь Sn в твердом растворе GalnAsSb, полученном из расплава, обогащенного атомарным индием
2.4. Определение зонной энергетической диаграммы разъединенных Ф гетеропереходов II типа GalnAsSb/InAs
2.4.1. Экспериментальное определение типа гетероперехода и величины разрыва энергетических зон на гетерогранице GalnAsSb/InAs
2.4.2. Особенности зонной энергетической диаграммы разъединенного гетероперехода II типа p-GalnAsSb/p-InAs
ГЛАВА 3. Электронный канал на одиночной разъединенной гетерогранице II типа GalnAsSb/p-InAs и изучение его магнитотранспортных свойств в слабых магнитных полях
3.1. Обнаружение электронного канала с высокой подвижностью на разъединенной гетерогранице II типа р-GalnAsSb/p-InAs
3.2. Магнитотранспорт в электронном канале в одиночных гетероструктурах II типа p(n)-GaInxAsySb/p-InAs с различным типом и уровнем легирования четверного твердого раствора
3.3. Истощение электронного канала на разъединенной гетерогранице
ф II типа р-GalnAsSb/p-InAs. Роль неоднородности гетерограницы
3.4. Магнитотранспорт в электронном канале в одиночных гетеро-

структурах II типа p-GaInxAsySb/p-InAs с различным составом твердого раствора 0.03<х<0
3.5. Переход от ступенчатого гетероперехода II типа к разъединенному в гетероструктурах Ga(In)AsSb/InAs(GaSb) в зависимости от состава твердого раствора
3.6. Отрицательное магнитосопротивление в разъединенных гетероструктурах GaInxAsySb/p-InAs с большим содержанием Мп в подложке InAs
ГЛАВА 4. Квантовый магнетотранспорт электронном канале на одиночной разъединенной гетерогранице II типа # p(n)-GaInAsSb/p-InAs
4.1. Двумерный электронный канала на одиночной разъединенной гетерогранице II типа p-GalnAsSb/p-InAs
4.2. Энергетические подзоны в полуметаллическом канале на гетерогранице p-GalnAsSb/p-InAs
4.3. Квантовый эффект Холла в двумерном электронном канале на гетерогранице II типа p(n)-GaInAsSb/p-InAs
4.4. Особенности энергетического спектра двумерного электронного канала в присутствии дырочной системы
4.5. Квантовый магнитотранспорт в электронном канале на разъединенной гетерогранице II типа в зависимости от легирования
твердого раствора
4.6. Циклотронно-резонансное поглощение света в двумерном электронном канале на одиночной разъединенной гетерогранице
II типа p(n)-GaInxAsySb/p-InAs
4.7. Магнитофотолюминесценция в двумерном электронном канале на
ф одиночной разъединенной гетерогранице II типа n-GalnAsSb/p-InAs

выращивал твердые растворы Оа1пхАэу8Ь в интервале составов 0.10<х<0.14 [104]. Полученные эпитаксиальные слои имели большое рассогласование относительно постоянной решетки подложки ПнАв. Слои четверных твердых растворов СайпА^Ь, полученные в группе Г. Стрингфелоу на подложках 1пАз и ОаБЬ методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений, были полностью разупорядочены [105]. Применение модели расчета ИФЛКП позволило получить высококачественные, и, что самое главное, воспроизводимые, эпитаксиальные слои в четверных системах твердых растворов для составов, изопериодных с подложками ОаБЬ и 1пАб [100,101*].

2.1.2. Эпитаксиальные слои твердого раствора СаЫАяЗЬ, обогащенного ОаБЬ, изопериодные с подложкой 1пАг.
Одиночные изопериодные гетероструктуры Оа1„х1пхАзу8Ь1_у/1пАз с зеркальной поверхностью эпитаксиального слоя были получены методом ЖФЭ в диапазоне составов 0.03 < х < 0.23 и у = 0.922х + 0.076 путем наращивания слоев твердого раствора Оа1пАз8Ь на подложке 1пАз с ориентацией (100). Предварительный расчет жидкой фазы, соответствующий заданной твердой фазе, был выполнен на основе расчета по модели ИФЛКП [106]. Остановимся более подробно на свойствах эпитаксиального слоя твердого раствора Gao.s4Ino.i6Aso.22Sbo.78 [107*].
Одиночные гетероструктуры GaIno.i6Aso.22Sb/InAs выращивались при фиксированной начальной температуре роста. В процессе эпитаксиального роста для каждой отдельной серии образцов менялся только один из компонентов жидкой фазы, доли остальных компонентов раствора-расплава # фиксировались. В качестве объектов исследования были выбраны микрокомпоненты Аэ и Оа в жидкой фазе. В качестве параметра для