Фотоэлектрические явления и эффект поля в квантово-размерных гетеронаноструктурах In(Ga)As/GaAs, выращенных газофазной эпитаксией

• Автор: Истомин, Леонид Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 137 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1'. 1. Фотоэлектрические явления в КРС и методики исследования
фотоэлектрических спектров
1.2. Фотоэлектрическая, спектроскопия КРС, выращенных газофазной эпитаксией
1.3. Исследование дефектообразования в КРС методами фотоэлектрической спектроскопии
1.4 Свойства дефектных комплексов ЕЬ
1.5. Методы исследования параметров глубоких уровней в КРС
1.5.1. Метод вольт-емкостного (С-У) профилирования
1.5.2. Метод нестационарной спектроскопии глубоких
уровней (рЬТБ)
1.6. Метод эффекта поля
1.7. Планарный электронный транспорт в гетероструктурах с КЯ
2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Типы исследованных КРС и методика их получения
2.2. Методики фотоэлектрической спектроскопии
2.3. Методики исследования.эффекта поля
2.3.1. Методика динамического эффекта поля
2.3.2. Методика спектроскопии малосигнального эффекта поля
2.4. Другие методики исследования
3. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В КВАНТОВО-РАЗМЕРНЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ 1п(Са)Аз/СаА
3.1. Особенности диагностики КРС 1п(Са)Аз/СаА8 методами спектроскопии
ФПЭ, ФБШ и ФП
3.1.1. Спектроскопия ФПЭ и ФП
3.2. Исследование методами фотоэлектрической спектроскопии
дефектообразования при нанесении кобальта на поверхность квантово-
размерных структур 1п(Оа)АзЛЗаА
3.3. Влияние толщины спейсерного слоя на спектры фоточувствительности
КРС с КТ и КЯ 1п(Оа)Аз/ОаА8 и 5-слоем Мл
4. ЭФФЕКТ ПОЛЯ В КВАНТОВО-РАЗМЕРНЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ ОаА8/1п(Оа)Аз
4.1. Разработка методики динамического эффекта поля
4.2. Эффект поля в однородном слое ОаАэ
4.3. Эффект поля в гетеронаноструктурах с КТ
4.4. Температурная зависимость эффекта поля в структурах с КТ
4.5. О механизме ДЭП в КРС с КТ
4.6. Эффект поля в структурах с КЯ
4.7 Динамический эффект поля в КРС, содержащих дельта- слои Мл
Заключение
Основные публикации по теме диссертации, опубликованные в изданиях
перечня ВАК
Публикации в сборниках тезисов конференций по теме диссертации
ЛИТЕРАТУРА

Список основных сокращений и обозначений
ГФЭ МОС - газофазная эпитаксия из металл-органических соединений; ГФЭ МОС АДВ - ГФЭ МОС при атмосферном давлении водорода; ДЭП - динамический эффект поля КНО - квазинейтральная область;
КТ (СО) - квантовые точки;
КРС - квантово-размерная структура;
КФЭ - конденсаторная фотоэдс;
КЯ (С^) — квантовая яма;
МДП - металл-диэлектрик-полупроводник МПЭ — молекулярно-пучковая эпитаксия;
ОПЗ - область пространственного заряда;
КНО - квазинейтральная область;
ПС - поверхностные состояния;
ФБШ - фотоэдс на барьере Шоттки;
ФВЭ — фотовольтаический эффект;
ФП - фотопроводимость
ФПЭ - фотоэдс на барьере полупроводник/электролит;
ЭП - эффект поля
й?с — толщина покровного слоя ОаАэ;
А Уф — ширина петли гистерезиса кривой ДЭП;
/2о - дрейфовая подвижность носителей;
[1р- подвижность носителей в эффекте поля; рсп- подвижность носителей в эффекте Холла.
пик при температуре 40 К, а так же постоянная низкотемпературная составляющая;
25 20

20 40- 60 80 100 120:
Temperature [KJ
Рис. 1.10. DLTS сигнал эмиссии дырок- из КТ для образца р~типа (темные точки) при-детектирующем/заполняющем смещении 2,0/— 0,4 В и длительности заполняющего импульса 20 мкс. Для: сравнения приведен DLTS сигнал эмиссии электронов (светлые точки) для детектирующего/заполняющего- смещения -2,8/-0,2 В и такой: же длительности заполняющего импульс [76].
Подобный вид1 спектра - DTTS с пиком-; при 40 К и; низкотемпературной-постоянной составляющей является отличительной чертой' структур с КТ [77]. Величина темпа эмиссии- носит активационный характер и; обычно описывается выражением
: . еа = уТ1^ ехр(-Д£а / кТ), • (,1.5)
vje,AEa - энергия активации, (Too - сечение захвата электронов при;?7 = со и у -некоторая постоянная.. Из построенного в координатах . Аррениуса произведения положения пика DLTS на температурной оси и длительности временного окна-измерения емкости хref можно определить значения (Т,„ и АЕа для электронов на КРС n-типа и для дырок на КРС p-типа (рис. 1.11).
Этим методом-в [76, 77] показано, что; процесс эмиссии электронов из КТ является двухступенчатым: сначала происходит термическая активация

с 20 о>
СО <2

, ->— I » 1 "sample Nt &$?%, ? ' V , . 07 11 1 Л ' 1 —I « ’ х ,=62.47ms . Л ' • i i , -
1 1 5 ■ V ч V 1 sample Р Чи> »щячч*
1 1 . - 1 1,1.