Эффект замороженной туннельной фотопроводимости в двумерной электронной системе приповерхностного δ-легированного слоя в GaAs

• Автор: Дижур, Сергей Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 96 с. : ил.

1 Структуры с 5-легированием и замороженная фотопроводимость
1.1. Структуры с 5-легированием
1.2. Замороженная фотопроводимость в структурах с 5-слоями
1.3. Резонансные поляронные и фононные особенности в туннельных спектрах
2 Образцы и методы исследований
2.1. Структуры с 5-слоем
2.2. Туннельная спектроскопия
2.3. Экспериментальные методики
3 Экспериментальное исследование эффекта замороженной
туннельной фотопроводимости
3.1. Первые наблюдения замороженной туннельной фотопроводимости. Описание эффекта
3.2. Зависимость эффекта замороженной туннельной фотопроводимости от времени и энергии кванта облучения при различных размерах туннельных затворов
3.3. Температурные зависимости эффекта замороженной туннельной фотопроводимости
4 Анализ экспериментальных данных
4.1. Оценки прохождения излучения в структуре А1/5-СаАэ
4.2. Предположения о влиянии облучения на процессы в А1/<5-СаАэ
4.3. Механизм возникновения эффекта замороженной туннельной фотопроводимости
4.4. Участие примесных центров
5 Применение эффекта замороженной туннельной фотопроводимости для исследования резонансного взаимодействия
с ЬО-фононами
5.1. Изменение состояния двумерной электронной системы за счёт эффекта замороженной туннельной фотопроводимости
5.2. Отражение электронов при туннелировании
Заключение
Список использованных источников

Актуальность темы На протяжении последних лет акценты в интересе к полупроводниковым структурам сместились в сторону нанотехнологий. Современные способы получения таких систем (например, метод молекулярно-лучевой эпитаксии [1]) позволяют получать системы с квантовыми точками, напряжёнными слоями, дельта-слоями и пр. Структуры с предельно неоднородным (дельта-, 5-) легированием [2,3] вызывают огромный интерес для фундаментальных исследований в области физики твёрдого тела, а также при отработке новых способов изготовления полупроводниковых структур. С практической точки зрения, эти структуры перспективны для создания высокоэффективных электронных устройств. Однако, формирование 15-слоя, находящегося в полупроводнике вблизи (около 20 нм) высококачественной границы с металлом, связано с рядом трудностей. Поэтому, изучению таких структур уделено крайне мало внимания.
Данная работа посвящена исследованию влияния внешнего излучения на электронную систему в приповерхностном 5-слое таких структур. Исследуемые СаАэ структуры с 5-легированным кремнием слоем (А1 Дэ*-СаАв) обладают важным свойством: практически монослойная легирующая примесь кремния создаёт потенциальную яму в однородном (от границы с металлом до подложки) объёме полупроводника, и туннельно-прозрачный барьер между А1 и 5-слоем позволяет контролировать изменение

излучения в СаАэ просто через границу вакуум/СаАз. Оказалось, что А1-плёнка приводит к уменьшению мощности излучения, попадающего в СаАэ, на 4-5 порядков. В образцах типа ”с”, с затворами в виде узких полосок, засветка приграничных с затвором областей, проникновение излучения под затвор на его краях (дифракционные эффекты) и эффекты растекания фотогенерируемых носителей заряда под затвором приводят к тому, что характерные времена £$ не ограничиваются малой прозрачностью А1-плёнки, а определяются мощностью излучения попадающего в СаАэ с краёв затвора. Таким образом, можно ожидать, что характерные времена насыщения эффекта ЗТФП для образцов разных типов, облучаемых красным светодиодом, могут различаться на на те же самые 4-5 порядков вследствие малой прозрачности А1-плёнки, что и наблюдается в эксперименте (Рис. 3.5 1).
В случае же засветки с Ни < Ед (ИК-светодиод), СаАэ становится прозрачным. Например, а < 10 см-1 при энергии кванта 1.3 эВ [36], что соответствует характерной глубине проникновения излучения в СаАз больше 1 мм. Это приводит к тому, что подзатворная область образцов засвечивается падающим излучением за счёт отражения от задней и боковых границ образцов, слоев металлизации. Как следствие, характерные времена насыщения эффекта ЗТФП не зависят от геометрии образцов, что видно на Рис. 3.5 2.