Исследование магнитотранспорта на гетерогранице II типа в системе GaInAsSb/InAs (GaSb)
Диссертация
В настоящее время, однако, наблюдается устойчивый рост интереса к гетероструктурам II типа, в которых скачки потенциала на гетерогранице ДЕс и АЕу имеют одинаковый знак. Основной чертой гетеропереходов II типа является пространственное разделение электронов и дырок и их локализация в самосогласованных квантовых ямах по обе стороны гетерограницы. Это приводит к ряду интересных физических эффектов… Читать ещё >
Содержание
- Глава I. Обзор литературы
- 1. 1. Электронные свойства бинарных соединений ваБЬ и ГпАб
- 1. 1. 1. ОаБ
- 1. 1. 2. ?пАв.г
- 1. 2. Многокомпонентные твердые растворы в системе ОаБМлАБ
- 1. 2. 1. Получение
- 1. 2. 2. Энергетическая структура
- 1. 2. 3. Электрофизические свойства
- 1. 3. Гетеропереходы. >
- 1. 3. 1. Модели и подходы к расчету энергетических диаграмм
- 1. 3. 2. Получение и магнитотранспортные свойства гетеропереходов
- I. и II типа
- 1. 3. 3. Гетеропереходы Оа1пАз8Ь/Оа8Ь и ОаХпАзЗЬЛпАБ
- 1. 4. Выводы
- 1. 1. Электронные свойства бинарных соединений ваБЬ и ГпАб
- 2. 1. Выбор образцов для исследования и технология выращивания гетероструктур
- 2. 2. Подготовка к измерениям
- 3. 1. Методика
- 3. 2. Экспериментальные результаты. Слабые магнитные поля (до 2Т)
- 3. 2. 1. Подвижность носителей тока
- 3. 2. 2. Магнитосопротивление
- 3. 3. Квантовый магнитотранспорт в полуметаллическом канале на гетерогранице II типа p-Gai.xInxAsySbiy/p-InAs
- 3. 4. Сопоставление экспериментальных результатов с зонной диаграммой гетероперехода
- 3. 5. Выводы
- 4. 1. Экспериментальные результаты
- 4. 2. Оценка параметров твердого раствора и электронного канала
- 4. 3. Сопоставление экспериментальных результатов с зонной энергетической диаграммой гетероперехода
- 4. 4. Выводы
- 5. 1. Методика
- 5. 2. Оценка зонной энергетической диаграммы гетероперехода Gai.xInxAsySbi.у/GaSb (0.88<х<0.95)
- 5. 3. Экспериментальные результаты
- 5. 3. 1. Гетероструктуры GalnAsSb/GaSb с нелегированными слоями твердых растворов (n-N, п-Р)
- 5. 3. 2. Гетероструктуры GalnAsSb/GaSb с легированными слоями твердых растворов (переходы p-N, р-Р)
- 5. 4. Влияние типа связи на гетерогранице на магнитотранспортные свойства гетероструктур
- 5. 5. Выводы
Список литературы
- A.1. Nadezhdensky, A.M. Prokhorov Modern trends of diod laser Spectroscopy // Proc. SPIE -1992. -v.1724, -p.2.
- R. Dingle, A. Gossard, W. Wiegmann. Direct observation of superlattice formation in a semiconductor heterostructure // Phys. Rev. Lett. -1979, -v.34, -34,-p. 1370.
- Wilson B. Carrier dynamics and recombination mechanisms in staggered-alignment heterostructures // IEEE J. of Quantum Electron. -1988, -v.24, 8, -p. 1763
- Esaki L., Chang L., Sai-Halazs G. Ini. xGaxAs-GaSbiyAsy heterojunctions grown by MBE // Appl. Phys. Lett.- 1977.-v.31, -3, -p.211
- Esaki L., Sai-Haiazs G., Harrison W., InAs-GaSb supperiattice energy structure and it’s semiconductor semimetal transition//Phys. Rev. В 1978.-v.18, -6, -p.2812.
- Mahi R, Sigh, A. Shik, W. Low. A theory of generation and recombination in semimetalic heterostructures: application to InAs-GaSb // Phys. of Low-Dim. Str., -1997.,-v. 11, -p.49.
- M.P. Mikhailova, A.N. Titkov, Type II heterojunction in the GalnAsSb/GaSb system // Sem. Sci. Tehn., -1994, -v9., -p.1279
- Rui Q. Yang, S.S. Pei Novel type-II quantum cascade lasers // J. Appl. Phys., -1996, -v.79, -11, -p. 8197.
- К.Д. Моисеев, М. П. Михайлова, О. Г. Ершов, Ю. П. Яковлев. Туннельно-инжекционный лазер на основе одиночного гетероперехода II типа р-GalnAsSb/p-InAs.// ФТП -1996, -т.30, в. З, -стр.399.
- Андаспаева А.Л., А.Н. Баранов, A.M. Гусейнов, А.Н. Именков, Л. М. Литвак., Г. М. Филаретова, Ю. П. Яковлев. Высокоэффективные светодиоды на основе GabAsSb 2,2мкм, ц=4%, Т=300К) // ПЖЭТФ, -1988., -т. 14, -в.9, -стр.845.
- M.P. Mikhailova, G.G. Zegrya, K.D. Moiseev, Yu.P.Yakovlev. Interface electroluminescence of confined carriers in type II broken-gap p-GalnAsSb/p-InAs single heterojunction // Solid State Electron. -1984. -v.40, 1−8, p.673−677
- N.Kuze, К. Nagase, S. Muramatsu, S. Miya, T. Iwabuchi, A. Ichii, Ishibasaki. InAs deep quantum well strustures and their aplication to Hall elements // J. Crist. Growth, -1995, -v. 150, -p. 1307
- R. Baxter, R, Bate, F. Reid, Ion-pairing between lithium and residual acceptors in GaSb // J. Phys. Chem. Solid 1965, -v.26, -1, -p.41
- W. Jakovetz, W. Ruhle, K. Brenninger, M. Pulkuhn, Luminescence and photoconductivity of undoped p-GaSb // Phys. Status Solidi-1972, -v. 12, -p. 169
- Баранов A.H., Воронина Т. И., Лагунова T.C., Шерстнев В. В., Яковлев Ю. П. изменение концентрации природных акцепторов в GaSb// Письма в ЖТФ, -1987., -т.13,-в.18, -стр.103.
- Баранов А-Н., Литвак А. М., Шерстнев В. В., Фазовая диаграмма системы Ga-Sb-Pb // Изв. АН СССР Сер: Неорг. матер., -1989, -т.25, -в.6, -стр.922
- Баранов А.Н., Воронина Т. И., Лагунова Т. С., Тимченко И. Н., Чугуева 3, И., Шерстнев В. В., Яковлев Ю. П. Кинетика изменений концентрации структурных дефектов и их роль в рассеянии дырок в p-GaSb // ФТП, -1989, -т.23, -в.5, -стр.780
- Баграев Н.Т., Баранов А. Н., Воронина Т. И., Толпаров Ю. Н., Яковлев Ю. П., Подавление природных акцепторов в Ga// Письма в ЖТФ, -1985., -т. 11, -в.2, -стр.117
- Sladek R.L. // Phys. Rev., -1957., -vl05, -p.460
- Hamson R.J., Howstown N'.A. LPE-grown and characterization of n-type InAs // J. Cryst. Growth, -1968., -v.78, -p.257−262
- M. Levinshtain, S. Rumyantsev, M. Shur. Handbook series on semiconductor parameters, -v.l, World Scientific Publishing, -p.218.
- Rupprecht H.//Zs.Naturforsch, -1958, 13a, -p.1094
- A.H. Баранов., Т. И. Воронина, A.A. Гореленок, T.C. Лагунова, A.M. Литвак, М. А. Сиповская, С. П. Старосельцева, В. А. Тихомирова, В. В. Шерстнев. Исследование структурных деффектов в эпитаксиальных слоях арсенида индия. // ФТП, -1992., -т.26,-стр. 1612
- А.Н, Баранов., Т. И. Воронина, Т. С. Лагунова, М. А. Сиповская, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев. Свойства эпитаксиального арсенида индия, легированного редкоземельными элементами. // ФТП, -1993, -т.27, -в.2,стр.421.
- Андерсон Г. Ю., Гусев O.K., Заитов Ф. А., Киреенко В. П., Яржембицкий В. И. Влияние условий измерений на аномальный эффект Холла в p-InAs// ФТП, -1991., -т25 -в. 11, -стр.1999.
- Z.L. Liau, Н.К. Choi, InAsi. xSbx/Ini.yGayAs multiple quantum well heterostructure design for improved 4−5 mkm lasers // Appl. Phys. Lett, -1994., -v64., -24., -p.3219
- S.J, Eglash, H.K. Choi InAsSb/AlAsSb double heterostructure diode lasers emitting at 4 mkm // Appl. Phys. Lett, -1994., -664., -a7, -p. 198.
- М. Jlegems, A.S. Jordan, Solid Liquid Equlibria for Quaternary solid solution involving compounds semiconductors in regular solution approximation // J. Phys. Chem. Sol., -1975., -v36″ -4., -p.329.
- Kobayashi N., Horikoshi Y., Uemura C. Liquid phase epitaxial growth of InGaAsSb/GaSb and InGaAsSb/AlGaAsSb DH wafers// Jpn. J. Appl. Phys, -1979.,-v. 15,-11,-стр.2169.
- Stringfellow G. // J. Cryst. Growth, -1982., -v.58, -p. 194
- Onabe K. Imihiscibility in type Ai.xBxCi.yDy strictly regular quaternary solid solution // Jpn. J. Appl. Phys, -1983., -v22, -10., -p.663.
- Nakajima K., Osamura K., Yasuda K., Murakami Y. The pseudoquatemary phase diagram of the Ga-In-As-Sb system // J. Cryst. Growth, -1976., -v.36, 2, p.198.
- Литвак A.M., Чарыков M.A. Экстремальные свойства молекулярных твердых растворов, находящихся в равновесии с расплавами молекулярного состава // ЖФХ, -1992., -т.66, -в.4, -стр.923.
- J.DeWinter, M.A. Pollack, А.К. Sritastava, J.L. Zuskind. Liquid phase epitaxial GaxhiixAsiySby lattice-matched to (100) GaSb over the 1.71 to 2.33 jam wavelength range // J. Electron. Mater. -1985. -v.4, -6, -p.729.
- Sankaran R, Antyras G.A., Liquid-Phase Epitaxial growth of GalnAsSb on (lll)B InAs 11 J. Cryst. Growth 1976. — v.36, -2. — p.198.
- Tournie E, Pitard F., Joulie A., Fourcade R. High temperature liquid phase epitaxial of (100) oriented GalnAsSb near the miscibility gap boundary // J. Cryst. Growth, -1990., -v, 104,-4,-p.683.
- Cherug M., Stringfellow G., Kisker D, Sritastava A., Zuskind J., // Appl. Phys., Lett. -1986, -v.46, -p.283
- Karouta F., Mani H., Bhan J, Jia Hua F., Joullie A., // Rev. Phys. Appl., -1987, --v.22, -p. 1459
- М.И. Афраилов, A.H. Баранов, А. Д. Дмитриев, М. П. Михайлова, Ю. П. Сморчкова, И. Н. Тимченко, В. В. Шерстнев, Ю. П. Яковлев, И. Н. Ясиевич Узкозонные гетеропереходы второго типа в системе твердых растворов GaSb-InAs // ФТП, -1990, -624, -т.6, -стр.1397.
- Баранов А. Н, Джуртанов Б. Е, Именков А. М, Рогачев А. А," Шерняков Ю. М, Яковлев Ю. П. Генерация когерентного излучения в квантово-размерной структуре на одном гетеропереходе // ФТП, -1986, -т.20, -в. 12, -стр.2217.
- Андреев И. А, Афраилов М. А, Баранов А. Н, Данильчйков В. Г, Мирсогатов М. А, Михайлова М. П, Яковлев Ю. П. Фотодиоды на основе твердых растворов GalnAsSb/GaAlAsSb // ПЖТФ, -1986, -т. 12, -в.21, -стр.1311.
- Van der Ziel J, Chin T, Tseng W. DH lasers fabricated by new III-V semiconductor material // Appl. Phys. Lett, -1986, -v.48, -3, -p.315.
- Титков А. Н, Чебан B. H, Баранов А. Н, Гусейнов A.A. Яковлев Ю. П. Природа спонтанной электролюминесценции гетероструктур II типа GalnAsSb/GaSb // ФТП. -1990, -т.24, -в.6, -стр.1056.
- Моисеев К.Д. Канд. диссер. ¡-Создание и исследование инфракрасных источников света на основе гетероструктур твердых растворов арсенида индия. СПб. ФТИ -1989. с. 171.
- Воронина Т.Н., Лагунова Т.С, Михайлова М. П, Сиповская М. А, Шерстнев В. В, Яковлев Ю. П. Электрические и фотоэлектрические свойства узкозонных твердых растворов GaInAsSb: Mn// ФТП, -1991, -т.25, -в.2, -стр.276.
- Шерстнев В.В. Канд. диссер.: Жидкостная эпитаксия узкозонных твердых растворов антимонида галлия и арсенида индия для фотоэлектрических илюминесцентных приборов. Лен. ФТИ -1989. с. 239.
- Афраилов М.А., Баранов А. Н., Дмитриев А. П., Михайлова М. П., Сморчкова Ю. П., Тимченко И. Н., Шерстнев В. В., Яковлев Ю. П., Ясиевич И. Н. Узкозонные гетеропереходы II типа в системе твердых растворов GaSb-InAs// ФТП, -1990., -т. 24, -в.8, -стр.1387.
- X. Gong, Н. Kan, Т. Yamaghuchi, Т. Yamada, L. Suzzuki, LPE growth of High-Quality. GahiAsSb/InAs//Jpn. J. Appl. Phys, -1993., -v32., -2 -p.711.
- X. Gong, H. Kan, T.T. Yammaghuchi, T. Yamada, L. Suzuki, M. Aoyama, Optical properties of high quality Gai xInxAsiy Sby/In As grown by LPE// Jpn. J. Appl. Phys, -1994., -v33, -4., -p. 1740.
- N. Kobayashi, Y. Horicoshi LPE growth of GaxIni"xAsiySby with InAs enriched composition on InAs substrate // Jpn. J. Appl. Phys, -1981., -v20., -11., -2253.
- Воронина Т.И., Джуртанов Б. Е., Лагунова Т. С., Яковлев Ю. П. Поведение примесей в твердых растворах GalnAsSb // ФТП, -1991., -т24., -вЗ., -стр.920.
- Шарма Б.Л., Пурохит Р. К., Полупроводниковые гетеропереходы. Москва, Советское радио, 1979, стр. 451.
- Милне А, Фойхт Д., Гетеропереходы и переходы металл-полупроводник // Москва, Мир, 1979, стр.432
- Esaki L., Chang L, Electron properties of InAs-GaSb superlattices// Surf. Sci. -1980. -v.98, 1, -P.70
- Shay J.L., Wagner S., Phillips J.L., Heterojunction band discontinuities // Appl. Phys. Lett, -1976., -v.28, -1, -p31.
- Anderson R.L. Experiments on Ge-GaAs heterojunction // Sol. St. Electr. -1962.-v.5, p.341−365
- Кэйси X., Паниш M., Лазеры на гетероструктурах // 1981, -Москва, -М., стр. 423.
- Н. Kroemer // CRC Crit. Revs. Sol. St. Sci. -1975, -v.5, -p.555.
- Frensley W.R., Kroemer H., Theory of the Energy band lineup of an abrupt semicondustor heterojimction // Phys. Rev. В 1977.-v.16, -6. -p.2642.
- W. Harrison, Elementary theory of heterojunction // J. Vac. Sci. Tech, -1977, -v. 14, -4, -p. 1016.
- C. Van de Walle, R. Martin, Theoretical study of band offset at semiconductor interfaces//Phys. Rev. В., -1987., -v35., -15., -p.8154.
- J. Tersoff, Theory of heterojunction interfaces: The role of quantum dipoles // Phys. Rev. В., -1984., -v30., -8, -p.4874.
- M. Krijn, Heterojunction band offsets and effective masses in III-V quaternary alloys // Semicond. Sci. Technol., -1991, -v6, -1, -p.27
- Kovalchuk S.P., Kraut E.A., Waldrop J.R., Grant R.W. // J. Vac. Sci. Tech, -1982, -v.20, -1, -p.282
- D.W. Niles, G. Margaritondo, Heterojimction: Definite breakdown of the electron affinity role // Phys. Rev. B, -1986., -v34, -5., -p.2923.
- G.J. Gualtaralli, G.P. Schwartz, R.G. Nuzzo, R.J. Malik, J.F. Walker // J. Appl. Phys, -1987., -v6L, -12., -p.5337
- Punish M.B. Sumski S. The Ga-In-As phase diagram and electrical properties investigation//J. Appl. Phys. -1970. -v7., -p.3195.
- Алферов Ж.И., Андреев B.M., Корольков В. И., Портной Е. Л., Третьяков Д. Н. Инжекционные свойства гетеропереходов// ФТП, -1968., -т2., -стр1016.
- Rupprecht Н., Woodal J.M., Pettit G.D., Efficient visible electroluminescence at 300K from GaixAlxAs p-n junction grown by MBE // J. Appl. Phys. -1967,-v. 11,-p.81.
- Алферов Ж.И., Андреев B.M., Корольков В. И., Портной Е. Л., Третьяков Д. Н. Инжекционные лазеры на основе гетеропереходов в сиистеме Al-As-GaAs с низким порогом генетрации при комнатной температуре. // ФТП, -1970., -т4, -стр.167.
- Алферов Ж. И. Андреев В.М., Корольков В. И., Портной Е. Л., Третьяков Д. Н., Когерентное излучение в эпитаксиальных структурах с гетеропереходами в системе AlAs-GaAs.// ФТП -1968.-Т.2, в. 10, стр. 1545.
- Алферов Ж.И., Андреев В. М., Портной Е. Л., Трукан М. К. // ФТП, -1969., -тЗ.,-стр.1328.79