Определение энергетического спектра гетероструктур с квантовыми ямами в системе InGaAs/GaAs по данным спектроскопии адмиттанса

• Автор: Петровская, Анастасия Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Оглавление
Введение

Список условных обозначений

1. Литературный обзор

1.1. Гетероструктуры и квантовые ямы

1.2. Спектроскопия адмиттанса

1.2.1. Область обеднения р-п перехода. Зонные диаграммы р-п перехода и барьера Шоттки

1.2.2. Емкость области объемного заряда р-п перехода и барьера Шоттки

1.2.3. Приближение полного обеднения. Малосигнальное приближение

1.3. Особенности емкостного профилирования распределения носителей заряда

1.4. Эквивалентные схемы измерений. Учет последовательного

сопротивления при анализе вольт-фарадных характеристик
1.5. Барьерная емкость при наличии глубоких уровней
1.6. Основные свойства и параметры ОаАэ, 1пЛэ, 1пхОа1.хАз
1.7. Влияние упругих напряжений на энергетический спектр
гетероструктур
Выводы по главе
2. Исследование гетероструктур с одиночными напряженными квантовыми ямами 1пОаАз/ОаАз методами адмиттанса
2.1. Описание исследуемых образцов. Гетероструктуры с одиночными
напряженными квантовыми ямами 1пхОа].хАз/СаАз
2.2. Экспериментальные ВФХ гетероструктур с КЯ 1пхОа1_хАз/ОаАз
2.3. Оценка величины заряда, накопленного в квантовых ямах
ШЗаАз/ОаАз
2.4. Экспериментальные спектры проводимости гетероструктур с
квантовыми ямами ТпОаАзЛЗаАз
Выводы по главе
3. Моделирование энергетического спектра гетероструктур с КЯ. Подгонка к экспериментальным ВФХ
3.1. Расчет ВФХ изотипного гетероперехода с КЯ 1пхСа1_хАзЛЗаАз с
помощью самосогласованного решения уравнений Пуассона и Шредингера

3.1.1. Решение уравнения Пуассона
3.1.2. Решение уравнения Шредингера
3.1.3. Построение ВФХ. Результаты моделирования
3.2. Упругие напряжения в системе InGaAs/GaAs
3.3. Расчет энергии связанных состояний и волновых функций в зоне проводимости и валентной зоне для одиночных напряженных КЯ InGaAs/GaAs в самосогласованном потенциале Хартри
3.3.1. Выбор алгоритма решения
3.3.2. Программное обеспечение для расчета энергетического спектра
гетероструктур с КЯ InGaAs/GaAs в среде Lab VIEW
3.3.3. Внешний вид программного обеспечения и блок-диаграмма
3.3.4. Выбор шага и оценка точности вычислений
3.4. Изучение влияния геометрических и технологических факторов на изменение параметров энергетического спектра гетероструктур с КЯ InGaAs/GaAs
3.4.1. Влияние ширины и глубины КЯ на параметры энергетического
спектра гетероструктур с КЯ InGaAs/GaAs
3.4.2. Влияние концентрации легирующей примеси в барьерах на параметры энергетического спектра гетероструктур с КЯ InGaAs/GaAs
3.4.3. Влияние внешнего поля на энергетический спектр
гетероструктур с КЯ InGaAs/GaAs
3.5. Исследования температурной зависимости разрыва зоны проводимости в гетероструктурах с КЯ InxGai_xAs/GaAs (х = 0.225)
3.6. Оценка заряда, накапливаемого одиночной квантовой ямой в условиях неполной ионизации примеси
Выводы по главе
4. Исследование гетероструктур с ультратонкими квантовыми ямами смачивающих слоев InAs/GaAs
4.1. Описание образцов с тремя ультратонкими КЯ смачивающих слоев InAs/GaAs
4.2. Описание экспериментальной установки и методики эксперимента
4.3. Экспериментальные вольт-фарадные характеристики гетероструктуры с тремя ультратонкими квантовыми ямами смачивающих слоев InAs/GaAs
4.4. Заряд, накопленный в ультратонких квантовых ямах смачивающих слоев InAs/GaAs

4.5. Анализ экспериментальных спектров проводимости гетероструктур с ультратонкими квантовыми ямами смачивающих слоев InAs/GaAs
4.5.1. Схема энергетических уровней ультратонких смачивающих слоев InAs/GaAs
Выводы по главе
Заключение
Список литературы

ст=с„
(Ь + Л. )2 1 + (аС„ + й„ + К, )/(к, + К,( )2
Как следует из (1.34), зависимость измеряемой емкости Ст от К должна определяться не только изменением Сь от V, но и изменением ЯА И /?$. Это может привести к существенному отличию характеристики Ст"2( V) от характеристики Сь'2(10- Учет данного эффекта наиболее актуален при низких температурах, когда вследствие вымораживания доноров концентрация электронов в квазинейтральной области полупроводника уменьшается, и сопротивление структуры металл-полупроводник возрастает. Авторы [17-18] теоретически и экспериментально показали, что при больших величинах сопротивления области электронейтральности:
• с ростом и со характеристика Ст2(V) сдвигается в сторону увеличения Ст'2, Рис. 1.5;
• с еще большим ростом Я5 и со характеристика Ст'2( V) может иметь минимум, значение напряжения которого сдвигается в сторону уменьшения V с ростом последовательного сопротивления и частоты измерительного сигнала со
Таким образом, при адмиттансных измерениях необходимо обеспечивать малую величину последовательного сопротивления квазинейтральной области полупроводника Я$. В измеренных нами образцах К Я это гарантировалось выбором низкоомной п - ОаАв подложки.