Морфология гетерограниц и транспорт дырок в сверхрешетках GaAs/AlAs(311)А

• Автор: Воробьёв, Александр Борисович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 104 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СВОЙСТВА ГЕТЕРОСТРУКТУР, ВЫРАЩЕННЫХ

НА ПОВЕРХНОСТИ СаАэ (311)А. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

§1.1. Электрофизические свойства гетероструктур ОаАз/АЮаАн (311 )А.

§1.2. Морфология поверхности ваАв (311)А и границ разделаОаАз/АЗАз (311)А.

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНСПОРТА ДЫРОК В СВЕРХРЕШЕТКАХ ОаАзАМАз (311)А.

§2.1. Рассеяние носителей заряда в узких квантовых ямах.

§2.2. Образцы, методика гальваномагнитных исследований, контроль профиля легирования С-У методом.
§2.3. Анизотропия транспорта дырок в плоскости слоев сверхрешеток ОаАя/АЬДз (311)А.

§2.4. Особенности магнетотранспорта дырок в квантующих магнитных полях.

Глава 3. НОВЫЙ МЕТОД СОЗДАНИЯ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ ОБРАЗЦОВ ДЛЯ ПРОСВЕЧИВАЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ.
§3.1. Обзор существующих способов приготовления образцов
§3.2. Контролируемое разрезание свободных пленок хрупкими трещинами. Поперечные срезы для исследования структурного совершенства гетерограниц ваАя/А^ (311 )А.
§3.3. Применение разработанного метода для:
а) исследования латерального окисления и селективного травления слоев в сверхрешетках ОаАзМЛАз;

б) исследования наночастиц.
ГЛАВА 4. МОРФОЛОГИЯ ГЕТЕРОГРАНИЦ В СВЕРХРЕШЕТКАХ
ОаАзМЗАв (311)А И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ТРАНСПОРТ ДЫРОК В ПЛОСКОСТИ СЛОЕВ.
§4.1. Апериодичная анизотропная гофрировка гетерограниц
в сверхрешетках ваАв/А!Ав (311)А.
§4.2. Влияние гофрировки гетерограниц на транспорт дырок
в плоскости слоев сверхрешеток ОаАя/ААз (311)А.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Список сокращений и обозначений
МЛЭ - молекулярно лучевая эпитаксия
ГФЭ - газофазная эпитаксия
ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия
ПЭМВР - просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения
СТМ - сканирующая туннельная микроскопия
ДБЭ - дифракция быстрых электронов
ВАХ - вольтамперная характеристика
ВФХ - вольтфарадная характеристика
Т - температура
Б - площадь
V - напряжение
£о - диэлектрическая постоянная є - диэлектрическая проницаемость полупроводника.
С - емкость ґ - частота
п - концентрация свободных носителей заряда Я - сопротивление В - магнитное поле
с - слоевая проводимость квадратного образца р - подвижность
рн - эффективная холловская подвижность р - концентрация
рн - эффективная холловская концентрация Еа - ‘энергия активации

§2.3. Анизотропия транспорта дырок в плоскости слоев сверхрешеток СаАя/А^я (311)А.
Гальваномагнитные измерения наших образцов показали наличие в них существенной анизотропии проводимости в ортогональных направлениях [233] и [011] в широком температурном диапазоне. На рис. 5 показана зависимость анизотропии проводимости (отношения
проводимостей вдоль направлений [233] и [011]) от средней толщины слоев ваАя. Для сравнения там же приведены данные из пионерской работы [4]. Как видно из рисунка, анизотропия проводимости максимальна (достигает 7 при Т=77 К) при средней ширине ваАя квантовых ям 21 А, и отсутствует как в предельно узких квантовых ямах (<10 А), так и в широких (>50 А). Отсутствие анизотропии при с1оад5>50 А объясняется слабым влиянием гофрировки гетерограниц на транспорт в широких квантовых ямах. Отсутствие анизотропии при ФзаА5<10 А может быть объяснено двумя причинами:
1. разрывами в слое ваАя, связанным с ростом кластеров ОаАя на гофрированной поверхности А1Ая (311)А, и их слиянием при средней толщине слоя >10 А (подобная модель была предложена в [48]);
2. разрывами в проводящем слое за счет флуктуаций потенциала, связанных с флуктуациями толщины ОаАя квантовой ямы.
В обоих случаях транспорт между изолированными "озерами" дырок затруднен. Результаты измерений проводимости на переменном токе (при частоте 1 до 170 МГц) подтверждают идею образования изолированных “озер” дырок: в структурах с с1оаА5>15 А значения проводимости, измеренной на постоянном и переменном токе, совпадают в пределах погрешности измерения, а в структурах с бсаЛэ^О А значения проводимости растут с ростом частоты измерения. Этот эффект вызван, вероятно, наличием емкостной связи между отдельными “озерами”.