Книги по разным темам Pages:     | 1 | 2 |

свободных дырок в КЯ включают функции, относящиеся к различным подзонам размерного квантования. Нужно 3.2. Спектры генерации свободных дырок отметить, что при большой ширине КЯ нижнее состояс примеси в КЯ гетероструктур Ge/GeSi ние (2) образовано в основном функциями второй подзоны размерного квантования, а верхнее состояние (3) Чв Как уже отмечалось, представленный метод позволяет основном функциями первой. При уменьшении ширины описывать спектр генерации свободных (т. е. находящихквантовой ямы энергия ионизации состояния (2), прися в делокализованных состояниях) дырок под воздейвязанного ко второй подзоне размерного квантования, ствием излучения дальнего ИК диапазона, связанной с быстро уменьшается, при ширине квантовых ям около возбуждением мелких акцепторных центров, располо200 состояния (2) и (3) максимально сближаются и женных в квантовых ямах гетероструктур, вне рамок ФобмениваютсяФ волновыми функциями: при меньшей борновского приближения.

ширине КЯ состояние (2) образовано уже функциями Большинство исследованных гетероструктур специпервой подзоны размерного квантования, поэтому за- ально не легировались, в них присутствуют тольвисимость его энергии ионизации от ширины КЯ ста- ко остаточные акцепторы (с концентрацией порядФизика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. 586 В.Я. Алешкин, Б.А. Андреев, В.И. Гавриленко, И.В. Ерофеева, Д.В. Козлов, О.А. Кузнецов ка 1014 см-3). Естественно предположить, что эти примеси в изучаемых структурах были бы распределены по квантовым ямам равномерно. Однако благодаря особенностям роста могут создаться условия для накопления примеси на гетерограницах. Действительно, гетерограница является источником точечных дефектов, а вакансия может вести себя как мелкий акцептор в германии.

На рис. 3 представлены измеренные спектры фотопроводимости двух образцов с различной шириной квантовых ям (сплошные линии). Пунктирные линии представляют собой рассчитанные спектры генерации свободных дырок в предположении, что примесь равномерно распределена по квантовым ямам изучаемых гетероструктур. Данные спектры генерации в основном определяются переходами между уровнями примеси, расположенной в центре квантовых ям. Это связано с тем, что в квантовых ямах исследованных гетероструктур имеется большой слой примеси с энергиями ионизации, Рис. 3. Спектры ДИК фотопроводимости многослойных гете- близкими к энергии ионизации акцептора, находящегося роструктур Ge/Ge1-xSix с квантовыми ямами #306 (x = 0.12, в центре квантовой ямы (для образца #308 Ei = 7.4мэВ, dQW = 200, = 2.1 10-3, NQW = 162) (a) и #для #306 Ei = 7.35 мэВ, см. рис. 2). В образце #(x = 0.09, dQW = 355, = 0.34 10-3, NQW = 162) (b).

толщина этого слоя составляет примерно 75% от общей Сплошные линии Ч экспериментальные кривые. Пунктирные ширины ямы, а в образце #306 Ч 50%. Видно, что, линии Ч рассчитанные спектры генерации свободных дырок используя модель равномерного распределения примеси в предположении, что примесь равномерно распределена по по квантовой яме, можно хорошо описать не только поквантовым ямам изучаемых гетероструктур. Точечная линия ложение, но и форму линий спектра фотопроводимости на части (a) представляет рассчитанный спектр генерации образца #308.

свободных дырок в предположении, что вместе с равномерВместе с тем следует отметить, что наличие мощной ным распределением примеси существует -слой акцепторов длинноволновой полосы в спектре фотопроводимости вблизи гетерограниц. Поверхностная концентрация примеси в образца #306 нельзя объяснить, предполагая распредеэтом слое составляет половину от интегральной равномерно распределенной примеси. ление примеси по квантовой яме равномерным. Следует Рис. 4. Коротковолновая часть спектра фотопроводимости образца #306. Сплошная линия Ч измеренный спектр фотопроводимости. Штриховая линия Ч рассчитанный спектр генерации дырок для примеси, расположенной в центре квантовой ямы образца #306.

Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. Мелкие акцепторы в напряженных гетероструктурах Ge/Ge1-xSix с квантовыми ямами предположить, что кроме равномерно распределенной Список литературы примеси имеется значительное количество акцепторов, [1] Reeder, J.-M. Mercy, B.B. McCombe. IEEE J. Quant.

сконцентрированных вблизи гетерограницы, поскольку Electron., 24, 1690 (1988).

энергия ионизации таких акцепторов соответствует ко[2] C. Guillemot. Phys. Rev. B, 31, 1428 (1985).

ротковолновому краю наблюдаемой в образце #306 длин[3] О.А. Кузнецов, Л.К. Орлов, Р.А. Рубцова. Письма ЖТФ, новолновой полосы фотопроводимости. Точечная линия 15 (21), 77 (1988).

на рис. 3, a представляет рассчитанный спектр генерации [4] J.P. Loehr, J. Singh. Phys. Rev. B, 41, 3695 (1990).

свободных дырок в предположении, что вместе с рав[5] J.P. Loehr, Y.C. Chen, et al. Proc. 20th Int. Conf. Phys.

номерным распределением примеси существует -слой Semicond, 2, 1401 (1990).

акцепторов вблизи гетерограниц. Видно, что коротковол[6] A. Pasquarello, L.C. Andreani, R. Buczko. Phys. Rev. B, новые особенности, а также правый край длинноволно- 40 (8), 5602 (1989).

[7] Г.М. Бир, Г.Е. Пикус. Симметрия и деформационные вой полосы в спектре фотопроводимости образца #эффекты в полупроводниках (М., Наука, 1972) с. 294.

хорошо описываются при использовании такой модели.

[8] В.Н. Абакумов, И.Н. Яссиевич. ЖЭТФ, 76 (2), 657 (1976).

Длинноволновый край полосы фотопроводимости в спек[9] А.В. Осутин. Лазерная спектроскопия мелких донотре образца #306 (как уже отмечалось в работе [10]) ров в арсениде галлия. Автореф. канд. дис. (Л., ФТИ может быть связан с ионизацией акцепторов, располоим. А.Ф. Иоффе, 1988) с. 10.

женных в барьере, а также с возбуждением A+-центров, [10] В.Я. Алешкин, В.И. Гавриленко, И.В. Ерофеева, О.А. Кузрасположенных в квантовых ямах.

нецов, М.Д. Молдавская, Л.В. Парамонов. Письма ЖЭТФ, На рис. 4 представлена коротковолновая часть спектра 65, 209 (1996).

фотопроводимости образца #306. Пунктирная линия Редактор В.В. Чалдышев показывает рассчитанный спектр генерации дырок для примеси, расположенной в центре квантовой ямы образShallow acceptors in strained Ge/Ge1-xSix ца #306, с учетом резонансных примесных уровней.

На линии, представляющей рассчитанный спектр, виден heterostructures with quantum wells максимум, совпадющий с коротковолновым краем поV.Ya. Aleshkin, B.A. Andreev, V.I. Gavrilenko, лосы фотопроводимости 17Ц20 мэВ экспериментального I.V. Yerofeeva, D.V. Kozlov, O.A. Kuznetsov спектра. Этот максимум фотопроводимости связан с переходами с основного состояния акцептора на резо- Institute for Physics of Microstructures, нансные уровни, образованные в основном состояниями Russian Academy of Sciences, третьей подзоны размерного квантования, а возникнове- 603600 Nizhny Novgorod, Russia ние широкой полосы фотопроводимости вместо узкой Research Physicotechnical Institute линии в экспериментальном спектре может быть объ- at Nizhny Novgorod University, яснено дисперсией ширины квантовой ямы. Также на 603600 Nizhny Novgorod, Russia теоретической кривой видны особенности, соответствующие энергиям фотона 11 и 12 мэВ, совпадающие по положению со слабо выраженными линиями на экспериментальной кривой. Эти линии связаны с переходами с основного состояния акцептора на резонансные уровни, образованные в основном состояниями второй подзоны размерного квантования. Таким образом, по особенностям в коротковолновой области спектра поглощения можно изучать положение резонансных энергетических уровней, привязанных к верхним подзонам размерного квантования.

Работа выполнена при поддержке МНТП ФФизика твердотельных наноструктурФ (проект #97-1069, #97-2022), ФФизика микроволнФ (проект #4.5), ГНТП ФФизика квантовых и волновых процессов / Фундаментальная спектроскопияФ (проект 8/02.08), РФФИ (грант 97-02-16326), ФЦП ФИнтеграцияФ (проекты 540, 541) и NATO CLG 975592.

Авторы благодарны М.Д. Молдавской за помощь при проведении измерений и обсуждении результатов работы, Е.А. Усковой за подготовку образцов к измерениям, Ю.Н. Дроздову и Л.Д. Молдавской за рентгеноструктурные исследования образцов.

Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. Pages:     | 1 | 2 |    Книги по разным темам