Гетероструктуры InSb1-x Bi x /InSb и GaSb1-x Bi x /GaSb с квантовыми ямами: технология получения и свойства

• Автор: Драка, Оксана Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 154 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. Обзор литературы и постановка задачи исследования

1.1. Актуальность исследования структур с квантовыми ямами

1.2. Методы расчета электронной структуры твердых тел

1.3. Энергетическая структура сверхрешеток.

1.4. Методы получения сверхрешеток и эпи таксиальных

структур на основе твердых растворов А3В5

1.5. Висмутсодержащие твердые растворы в оптоэлектронике.

1.6. Постановка задачи исследования

Выводы.
2. Численное моделирование электронных свойств квантоворазмерных структур
2.1. Вывод уравнения для огибающей волновой функции
на геторогранице.
2.2. Численное решение уравнения Шредингера для
огибающей волновой функции.
2.3. Расчет энергетического спектра и распределения огибающей волновой функции для многослойной
структуры 7аЗЬ.лВ1хСа5Ь.
2.4. Расчет энергетического спекзра для многослойной структуры п8Ь.хВ1пЗЬ
Выводы.
3. Расчет фазовых равновесий.
3.1. Уравнения фазовых равновесий и параметры
интерфазных взаимодействий.
3.2. Расчет упругих констант соединений 1пВ1 и
3.3. Смещение фазовых равновесий под воздействием
упругих напряжений на гетерогранице
Выводы.
4. Технология и аспекты получения многослойных гетероструктур I.xi и .xix.
4.1. Аппаратурное оформление процесса ЗПГТ для получения многослойных гетероструктур и подготовка
исходных материалов
4.2. Формирование многослойных упругонапряженных гетерокомпозиций методом эпитаксии в ростовом канале
4.3. Формирование слоев заданной толщины
Выводы.ИЗ
5. Свойства многослойных структур Ii.xiI и ,ХВi
и рекомендации по их применению в оптоэлектронике
5.1. Расчет спектров поглощения и отражения многослойных структур Ii xiI и .xi
5.2. Конструкции устройств на основе многослойных структур Ii.xiI и .xi.
5.3. Структурные и электрофизические характеристики
Ii.xixI и ii
Выводы.
Основные выводы.
Литература


Это связано с тем, что если слои напряженных сверхрешеток являются достаточно тонкими (< 0 А), то они деформируются упруго и плотность дефектов на поверхностях раздела остается низкой, что подтверждается высоким уровнем стимулированного излучения результатами и исследований на электронном микроскопе []. Большое распространение получили также легированные сверхрешетки, периодический потенциал которых образован чередованием ультратон-ких слоев п- и р-типов того же самого полупроводника, которые могут быть отделены нелегированными слоями [-]. При изготовлении сверхрешеток отклонения от периодичности могут привести к нарушению характера спектра, т. Кроме того, рассеяние носителей тока приводит к неопределенности в их энергии. Чтобы этого не случилось, необходимо, чтобы длина свободного пробега носителей тока была много больше периода сверхрешетки. Исторически предсказание ряда аномалий транспортных свойств, в частности, отрицательной дифференциальной проводимости полупроводниковых сверхрешеток и возможность их практического использования [] явились причиной создания первых сверхрешеток [ ],[ ]. Особый интерес представляют оптические свойства сверхрешеток []. Таким образом, использование структур с квантовыми ямами дает возможность моделировать такие фундаментальные характеристики полупроводников как их энергетический спектр. Все это требует разработки новых методов как теоретического анализа электронных свойств гетероструктур, так и новых методов их получения. Точные квантово-механические расчеты энергетических зон выполнены на ЭВМ для большинства ковалентных кристаллов. Метод линейной комбинации атомных орбиталей (ЛКАО) был впервые применен Холлом []. Применение этого метода для анализа химических связей в кристаллах было предпринято группами Коулсона (Коулсон, Редей и Стокер []) и Фриделя (Леман и Фридель []), Харрисоном и Чирачи [] и Ландау и Декарпиньи []. Сущность метода ЛКАО заключается в том, чтобы дать количественное описание идеи двухэлектронной связи путем конструирования связывающих орбиталей по аналогии со связывающими орбиталями в молекуле. Использование такого приближения значительно упрощает задачу расчета энергии молекул, поскольку в линейную комбинацию вместо известных функций входят только неизвестные коэффициенты. С помощью тех же самых параметров можно полуколичсственно рассчитать энергетические уровни двухатомных молекул в одноэлектронном приближении. Однако это теория является по своей сути приближенной, и не во всех случаях можно ввести в нее поправки и усовершенствования. В большинстве случаев такое предсказание свойств будет иметь недостаточную точность и для более реалистического рассмотрения потребуется основательное усовершенствование теории. Наиболее законченным является метод связывающих орбиталей (Харрисон [], Харрисон и Чирачи []), в котором пренебрегают матричными элементами между связывающими и антисвязывающими состояниями, так что при формировании валентной зоны из связывающих состояний энергия не меняется. Затем эта энергия может быть строго и последовательно рассчитана. Подобная процедура позволяет значительно упростить задачу и сформулировать общую теорию ковалентной связи. К сожалению, как показало последующее применение метода связывающих орбиталей (т. Многие успехи указанной теории были достигнуты лишь благодаря введению в рассмотрение экспериментально измеряемых параметров, автоматически содержащих те поправки, которые не могли быть точно рассчитаны теоретически. Энергетические зоны тетраэдрических кристаллов изучались методом ЛКАО в течение целого ряда лет. Первая работа в этом направлении была выполнена Холлом [], который для получения аналитического вида энергетических зон в пределах всей зоны Бриллюэна использовал метод связывающих орбиталей, сохраняя лишь матричные элементы между ближайшими соседними связывающими орбиталами. Иной подход, основанный на модели почти свободных электронов, уходит своими корнями в анализ зон Джонса, проведенный несколько десятилетий назад Мотом Ии Джонсом [].