Исследование кинетики фотолюминесценции объемных слоев GaPN и GaPNAs на подложках кремния, выращенных методом молекулярно-пучковой эпитаксии
Аннотация
Цель статьи: Целью работы является исследование объемных слоев GaPN и GaPNAs, эпитаксиально изготовленных методом молекулярно-пучковой эпитаксии на подложках кремния. Оптические свойства гетероструктур исследовались методом фотолюминесценции. Для оценки времени жизни носителей в объемных слоях GaPN и GaPNAs исследовалась фотолюминесценция с временным разрешением (кинетика фотолюминесценции).
Экспериментальная часть: Проведено исследование влияния буферного слоя на характеристики гетероструктур. Интенсивность фотолюминесценции в объемном слое GaPN для структур с буферным слоем, выращенным с использованием метода «эпитаксии с повышенным темпом миграции» (MEE-GaP буфер), и буферным слоем GaP, выращенным с постепенным поднятием ростовой температуры от 450 до 600 °C, практически совпадает.
Выводы: Показано, что время жизни неосновных носителей заряда в объемном слое GaPN, выращенном на кремниевой подложке, связано в большей мере с дефектами, созданными во время внедрения азота в решетку GaP, а не с дефектами, вызванными ростом на кремниевой подложке
Скачивания
Литература
Henini M. Dilute nitride semiconductors. Elsevier; 2005. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-044502-1.X5000-8
Shan W., Walukiewicz W., Yu K. M., …Tu C. W. Nature of the fundamental band gap in GaNxP1−x alloys. Applied Physics Letters. 2000; 76: 3251. https://doi.org/10.1063/1.126597
Buyanova I. A., Pozina G., Bergman J. P., Chen W. M., in H. P., Tu C. W. Time-resolved studies of photoluminescence in GaNxP1−x alloys: evidence for indirect-direct band gap crossover. Applied Physics Letters. 2002;81(1): 52–54. https://doi.org/10.1063/1.1491286
Kent P. R. C., Zunger A. Theory of electronic structure evolution in GaAsN and GaPN alloys. Physical Review B. 2001; 64(11): 115208. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.64.115208
Geisz J. F., Friedman D. J. III–N–V semiconductors for solar photovoltaic applications. Semiconductor Science and Technology. 2002; 17(8): 769–777. https://doi.org/10.1088/0268-1242/17/8/305
Geisz J. F., Olson J. M., Friedman D. J., Jones K. M., Reedy R. C., Romero M. J. Lattice-matched GaNPAs-onsilicon tandem solar cells. In: Conference Record of the Thirtyfirst IEEE Photovoltaic Specialists Conference. 2005. (pp. 695–698). IEEE. https://doi.org/10.1109/PVSC.2005.1488226
Baranov A. I., Gudovskikh A. S., Nikitina E. V., Egorov A. Y. Photoelectric properties of solar cells based on GaPNAs/GaP heterostructures. Technical Physics Letters. 2013; 39: 1117– 1120. https://doi.org/10.1134/S1063785013120171
Khoury M., Tottereau O., Feuillet G., Vennégués P., Zúñiga-Pérez J. Evolution and prevention of meltback etching: Case study of semipolar GaN growth on patterned silicon substrates. Journal of Applied Physics. 2017;122(10): 105108. https://doi.org/10.1063/1.5001914
Takagi Y., Yonezu H., Samonji K., Tsuji T., Ohshima N. Generation and suppression process of crystalline defects in GaP layers grown on misoriented Si(100) substrates. Journal of Crystal Growth. 1998;187(1): 42–50. https://doi.org/10.1016/S0022-0248(97)00862-2
Volz K., Beyer A., Witte W., Ohlmann J., Németh I., Kunert B., Stolz W. GaP-nucleation on exact Si (001) substrates for III/V device integration. Journal of Crystal Growth. 2011;315(1): 37–47. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2010.10.036
Fedorov V. V., Fedina S. V., Kaveev A. K., Kirilenko D. A., Faleev N. N., Mukhin I. S. The formation of single-omain gallium phosphide buffer layers on a silicon substrate without the use of migration enhanced epitaxy rchnique. St. Petersburg Polytechnical University Journal: Physics and Mathematics. 2024;17(2): 120–133. https://doi.org/10.18721/JPM.17209
Rumyantsev O. I., Brunkov P. N., Pirogov E. V., Egorov A. Yu. Study of defects in heterostructures with GaPAsN and GaPN quantum wells in the GaP matrix. Semiconductors. 2010;44(7): 893–897. https://doi.org/10.1134/s1063782610070110
Kudryashov D. A., Gudovskikh A. S., Nikitina E. V., Egorov A. Yu. Design of multijunction GaPNAs/Si heterostructure solar cells by computer simulation. Semiconductors. 2014;48(3): 381–386. https://doi.org/10.1134/s1063782614030154
Nikitina E. V., Sobolev M. S., Pirogov E. V., … Kryzhanovskaya N. V. Photoluminescence of GaPNAs/GaP(N) superlattices and bulk GaPN layers on GaP substrates. Condensed Matter and Interphases. 2024;26(3): 490–495. https://doi.org/10.17308/kcmf.2024.26/12224
Copyright (c) 2025 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
