ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ GaxIn1–xP С АТОМНЫМ УПОРЯДОЧЕНИЕМ
Ключевые слова:
твердые растворы GaxIn1–xP, атомное упорядочение, ИК-спектроскопия, УФ-спектроскопия
Аннотация
В работе комплексом спектроскопических методов изучены свойства эпитаксиальных твердых растворов GaxIn1-xP с упорядоченным расположением атомов в кристаллической решетке, выращенных MOCVD на монокристаллических подложках GaAs(100). Показано, что в условиях когерентного роста упорядоченного твердого раствора GaxIn1-xP на GaAs(100) появление атомного упорядочения приводят к кардинальному изменению оптических свойств полупроводника по сравнению со свойствами неупорядоченных твердых растворов, среди которых уменьшение ширины запрещенной зоны и усиление люминесценции. Впервые на основе данных дисперсионного анализа ИК-спектров отражения, а также данных УФ-спектроскопии, полученных в режиме отражения – пропускания, определены основные оптические характеристики твердых растворов GaxIn1-xP с упорядочением, а именно дисперсия коэффициента преломления, высокочастотная диэлектрическая проницаемость. Показано, что все экспериментальные результаты находятся в хорошем согласии с развитыми теоретическими представлениями.
Работа в части создания эпитаксиальных гетероструктур с высокими функциональными свойствами выполнена при поддержке гранта Президента РФ МД-188.2017.2.
Экспериментальные исследования были проведены с помощью научно-технической базы ЦКПНО ВГУ.
Скачивания
Данные скачивания пока не доступны.
Литература
1. Zunger A. MRS Bull, 1997, vol. 22, pp. 20–26. doi:10.1557/S0883769400033364.
2. Wei S-H, Zunger A. Phys. Rev. B, 1994, vol. 49, pp. 14337–14351. doi:10.1103/PhysRevB.49.14337.
3. Mukherjee K., Deotare P. B., Fitzgerald E. A. Appl. Phys. Lett., 2015, vol. 106, p. 142109. doi:10.1063/1.4917254.
4. Domashevskaya E. P., Seredin P. V., Bityutskaya L. A., Arsent’ev I. N., Vinokurov D. A., Tarasov I. S. J. Surf. Investig. X-Ray Synchrotron Neutron Tech., 2008, vol. 2, pp. 133–136. doi:10.1007/s11700-008-1020-2.
5. Domashevskaya E. P., Seredin P. V., Dolgopolova E. A., Zanin I. E., Arsent’ev I. N., Vinokurov D. A., et al. Semiconductors, 2005, vol. 39, pp. 336–342. doi:10.1134/1.1882797.
6. Seredin P. V., Glotov A. V., Ternovaya V. E., Domashevskaya E. P., Arsentyev I. N., Vavilova L. S., et al. Semiconductors, 2011, vol. 45, pp. 1433–1440. doi:10.1134/S1063782611110236.
7. Seredin P. V., Domashevskaya E. P., Arsentyev I. N., Vinokurov D. A., Stankevich A. L., Prutskij T. Semiconductors, 2013, vol. 47, pp. 1–6. doi:10.1134/S106378261301020X.
8. Seredin P. V., Glotov A. V., Domashevskaya E. P., Arsentyev I. N., Vinokurov D. A., Stankevich A. L., et al. Semiconductors, 2010, vol. 44, pp. 1106–1112. doi:10.1134/S1063782610080270.
9. Ahrenkiel S. P., Jones K. M., Matson R. J., Al-Jassim MM, Zhang Y., Mascarenhas A., et al. MRS Proc., 1999, p. 583. doi:10.1557/PROC-583-243.
10. Laref S., Meçabih S., Abbar B., Bouhafs B., Laref A. Phys. B Condens. Matter., 2007, vol. 396, pp. 169–176. doi:10.1016/j.physb.2007.03.033.
11. Ernst P., Geng C., Scholz F., Schweizer H. Phys. Status Solidi B, 1996, vol. 193, pp. 213–229. doi:10.1002/pssb.2221930123.
12. Wei S-H., Ferreira L. G., Zunger A. Phys. Rev. B. Condens Matter., 1990, vol. 41, pp. 8240–8269.
13. Kazuo Uchida, Satoh K., Asano K., Koizumi A., Nozaki S. J. Cryst. Growth, 2013, vol. 370, pp. 136–140. doi:10.1016/j.jcrysgro.2012.09.054.
14. Cheong H. M., Alsina F., Mascarenhas A., Geisz J. F., Olson J. M. Phys. Rev. B, 1997, vol. 56, pp. 1888–1892. doi:10.1103.
15. Gomyo A., Suzuki T., Iijima S. Phys. Rev. Lett., 1988, vol. 60, pp. 2645–2648. doi:10.1103
16. Seredin P. V., Glotov A. V., Domashevskaya E. P., Lenshin A. S., Smirnov M. S., Arsentyev I. N, et al. Semiconductors, 2012, vol. 46, pp. 719–729. doi:10.1134/S106378261206019X.
17. Seredin P. V., Glotov A. V., Lenshin A. S., Arsentyev I. N., Vinokurov D. A., Prutskij T., et al. Semiconductors, 2014, vol. 48, pp. 21–29. doi:10.1134/S1063782614010217.
18. Seredin P. V., Glotov A. V., Domashevskaya E. P., Arsentyev I. N., Vinokurov D. A., Tarasov I. S. Phys. B Condens. Matter., 2010, vol. 405, pp. 4607–4614. doi:10.1016/j.physb.2010.07.026.
19. Pagès O., Chafi A., Fristot D., Postnikov A. V. Phys. Rev. B, 2006, vol. 73, p. 165206. doi:10.1103/PhysRevB.73.165206.
20. Verleur H. W. J. Opt. Soc. Am., 1968, vol. 58, p. 1356. doi:10.1364/JOSA.58.001356.
21. Seredin P. V., Glotov A. V., Domashevskaya E. P., Arsentyev I. N., Vinokurov D. A., Tarasov I. S., et al. Semiconductors, 2010, vol. 44, pp. 184–188. doi:10.1134/S1063782610020089.
22. Domashevskaya E. P., Seredin P. V., Lukin A. N., Bityutskaya L. A., Grechkina M. V., Arsent’ev I. N., et al. Semiconductors, 2006, vol. 40, pp. 406–413. doi:10.1134/S1063782606040075.
23. Chang I. F., Mitra S. S. Phys. Rev. B, 1970, vol. 2, pp. 1215–1216. doi:10.1103/PhysRevB.2.1215.
24. Adachi S. Properties of Semiconductor Alloys: Group-IV, III-V and II-VI. Semiconductors. 2009, Chichester, U.K: Wiley, 400 p.
25. Seredin P. V., Lenshin A. S., Kashkarov V. M., Lukin A. N., Arsentiev I. N., Bondarev A. D., et al. Mater. Sci. Semicond. Process., 2015, vol. 39, pp. 551–558. doi:10.1016/j.mssp.2015.05.067.
26. Seredin P. V., Kashkarov V. M., Arsentyev I. N., Bondarev A. D., Tarasov I. S. Phys. B Condens. Matter., 2016, vol. 495, pp. 54–63. doi:10.1016/j.physb.2016.04.044.
27. Schubert M., Gottschalch V., Herzinger C. M., Yao H., Snyder P. G., Woollam J. A. J. Appl. Phys., 1995, vol. 77, p. 3416. doi:10.1063/1.358632.
28. Vyas P. S., Gajjar P. N., Jani A. R. J. Phys. Conf. Ser., 2014, vol. 500, p. 182042. doi:10.1088/1742-6596/500/18/182042.
29. Boucenna M., Bouarissa N. Opt.-Int. J. Light Electron. Opt., 2014, vol. 125, pp. 6611–6615. doi:10.1016/j.ijleo.2014.08.112.
30. Kuzmenko A. B. Rev. Sci. Instrum., 2005, vol. 76, pp. 83–108. doi:10.1063/1.1979470.
31. Lucarini V., Peiponen K.-E., Saarinen J. J., Vartiainen E. M. Kramers-Kronig Relations in Optical Materials Research. 2005, vol. 110, Berlin, New York: Springer, 162 p. DOI10.1007/b138913
32. Seredin P. V., Domashevskaya E. P., Rudneva V. E., Rudneva V. E., Gordienko N. N., Glotov A. V., et al. Semiconductors, 2009, vol. 43, pp. 1221–1225. doi:10.1134/S106378260909022X.
33. Domashevskaya E. P., Seredin P. V., Lukin A. N., Bityutskaya L. A., Grechkina M. V., Arsentyev I. N., et al. Surf. Interface Anal., 2006, vol. 38, p. 828. doi:10.1002/sia.2306.
34. Ferreira L. G., Wei S. H., Zunger A. Phys. Rev. B, 1989, vol. 40, pp. 3197–3231. doi:10.1103/PhysRevB.40.3197.
35. Ernst P., Geng C., Scholz F., Schweizer H., Zhang Y., Mascarenhas A. Appl. Phys. Lett., 1995, vol. 67, p. 2347. doi:10.1063/1.114340.
36. Steiner M. A., Bhusal L., Geisz J. F., Norman A. G., Romero M. J., Olavarria W. J., et al. J. Appl. Phys., 2009, vol. 106, p. 63525. doi:10.1063/1.3213376.
37. Mori M. J., Fitzgerald E. A. J. Appl. Phys., 2009, vol. 105, p. 13107. doi:10.1063/1.3037240.
2. Wei S-H, Zunger A. Phys. Rev. B, 1994, vol. 49, pp. 14337–14351. doi:10.1103/PhysRevB.49.14337.
3. Mukherjee K., Deotare P. B., Fitzgerald E. A. Appl. Phys. Lett., 2015, vol. 106, p. 142109. doi:10.1063/1.4917254.
4. Domashevskaya E. P., Seredin P. V., Bityutskaya L. A., Arsent’ev I. N., Vinokurov D. A., Tarasov I. S. J. Surf. Investig. X-Ray Synchrotron Neutron Tech., 2008, vol. 2, pp. 133–136. doi:10.1007/s11700-008-1020-2.
5. Domashevskaya E. P., Seredin P. V., Dolgopolova E. A., Zanin I. E., Arsent’ev I. N., Vinokurov D. A., et al. Semiconductors, 2005, vol. 39, pp. 336–342. doi:10.1134/1.1882797.
6. Seredin P. V., Glotov A. V., Ternovaya V. E., Domashevskaya E. P., Arsentyev I. N., Vavilova L. S., et al. Semiconductors, 2011, vol. 45, pp. 1433–1440. doi:10.1134/S1063782611110236.
7. Seredin P. V., Domashevskaya E. P., Arsentyev I. N., Vinokurov D. A., Stankevich A. L., Prutskij T. Semiconductors, 2013, vol. 47, pp. 1–6. doi:10.1134/S106378261301020X.
8. Seredin P. V., Glotov A. V., Domashevskaya E. P., Arsentyev I. N., Vinokurov D. A., Stankevich A. L., et al. Semiconductors, 2010, vol. 44, pp. 1106–1112. doi:10.1134/S1063782610080270.
9. Ahrenkiel S. P., Jones K. M., Matson R. J., Al-Jassim MM, Zhang Y., Mascarenhas A., et al. MRS Proc., 1999, p. 583. doi:10.1557/PROC-583-243.
10. Laref S., Meçabih S., Abbar B., Bouhafs B., Laref A. Phys. B Condens. Matter., 2007, vol. 396, pp. 169–176. doi:10.1016/j.physb.2007.03.033.
11. Ernst P., Geng C., Scholz F., Schweizer H. Phys. Status Solidi B, 1996, vol. 193, pp. 213–229. doi:10.1002/pssb.2221930123.
12. Wei S-H., Ferreira L. G., Zunger A. Phys. Rev. B. Condens Matter., 1990, vol. 41, pp. 8240–8269.
13. Kazuo Uchida, Satoh K., Asano K., Koizumi A., Nozaki S. J. Cryst. Growth, 2013, vol. 370, pp. 136–140. doi:10.1016/j.jcrysgro.2012.09.054.
14. Cheong H. M., Alsina F., Mascarenhas A., Geisz J. F., Olson J. M. Phys. Rev. B, 1997, vol. 56, pp. 1888–1892. doi:10.1103.
15. Gomyo A., Suzuki T., Iijima S. Phys. Rev. Lett., 1988, vol. 60, pp. 2645–2648. doi:10.1103
16. Seredin P. V., Glotov A. V., Domashevskaya E. P., Lenshin A. S., Smirnov M. S., Arsentyev I. N, et al. Semiconductors, 2012, vol. 46, pp. 719–729. doi:10.1134/S106378261206019X.
17. Seredin P. V., Glotov A. V., Lenshin A. S., Arsentyev I. N., Vinokurov D. A., Prutskij T., et al. Semiconductors, 2014, vol. 48, pp. 21–29. doi:10.1134/S1063782614010217.
18. Seredin P. V., Glotov A. V., Domashevskaya E. P., Arsentyev I. N., Vinokurov D. A., Tarasov I. S. Phys. B Condens. Matter., 2010, vol. 405, pp. 4607–4614. doi:10.1016/j.physb.2010.07.026.
19. Pagès O., Chafi A., Fristot D., Postnikov A. V. Phys. Rev. B, 2006, vol. 73, p. 165206. doi:10.1103/PhysRevB.73.165206.
20. Verleur H. W. J. Opt. Soc. Am., 1968, vol. 58, p. 1356. doi:10.1364/JOSA.58.001356.
21. Seredin P. V., Glotov A. V., Domashevskaya E. P., Arsentyev I. N., Vinokurov D. A., Tarasov I. S., et al. Semiconductors, 2010, vol. 44, pp. 184–188. doi:10.1134/S1063782610020089.
22. Domashevskaya E. P., Seredin P. V., Lukin A. N., Bityutskaya L. A., Grechkina M. V., Arsent’ev I. N., et al. Semiconductors, 2006, vol. 40, pp. 406–413. doi:10.1134/S1063782606040075.
23. Chang I. F., Mitra S. S. Phys. Rev. B, 1970, vol. 2, pp. 1215–1216. doi:10.1103/PhysRevB.2.1215.
24. Adachi S. Properties of Semiconductor Alloys: Group-IV, III-V and II-VI. Semiconductors. 2009, Chichester, U.K: Wiley, 400 p.
25. Seredin P. V., Lenshin A. S., Kashkarov V. M., Lukin A. N., Arsentiev I. N., Bondarev A. D., et al. Mater. Sci. Semicond. Process., 2015, vol. 39, pp. 551–558. doi:10.1016/j.mssp.2015.05.067.
26. Seredin P. V., Kashkarov V. M., Arsentyev I. N., Bondarev A. D., Tarasov I. S. Phys. B Condens. Matter., 2016, vol. 495, pp. 54–63. doi:10.1016/j.physb.2016.04.044.
27. Schubert M., Gottschalch V., Herzinger C. M., Yao H., Snyder P. G., Woollam J. A. J. Appl. Phys., 1995, vol. 77, p. 3416. doi:10.1063/1.358632.
28. Vyas P. S., Gajjar P. N., Jani A. R. J. Phys. Conf. Ser., 2014, vol. 500, p. 182042. doi:10.1088/1742-6596/500/18/182042.
29. Boucenna M., Bouarissa N. Opt.-Int. J. Light Electron. Opt., 2014, vol. 125, pp. 6611–6615. doi:10.1016/j.ijleo.2014.08.112.
30. Kuzmenko A. B. Rev. Sci. Instrum., 2005, vol. 76, pp. 83–108. doi:10.1063/1.1979470.
31. Lucarini V., Peiponen K.-E., Saarinen J. J., Vartiainen E. M. Kramers-Kronig Relations in Optical Materials Research. 2005, vol. 110, Berlin, New York: Springer, 162 p. DOI10.1007/b138913
32. Seredin P. V., Domashevskaya E. P., Rudneva V. E., Rudneva V. E., Gordienko N. N., Glotov A. V., et al. Semiconductors, 2009, vol. 43, pp. 1221–1225. doi:10.1134/S106378260909022X.
33. Domashevskaya E. P., Seredin P. V., Lukin A. N., Bityutskaya L. A., Grechkina M. V., Arsentyev I. N., et al. Surf. Interface Anal., 2006, vol. 38, p. 828. doi:10.1002/sia.2306.
34. Ferreira L. G., Wei S. H., Zunger A. Phys. Rev. B, 1989, vol. 40, pp. 3197–3231. doi:10.1103/PhysRevB.40.3197.
35. Ernst P., Geng C., Scholz F., Schweizer H., Zhang Y., Mascarenhas A. Appl. Phys. Lett., 1995, vol. 67, p. 2347. doi:10.1063/1.114340.
36. Steiner M. A., Bhusal L., Geisz J. F., Norman A. G., Romero M. J., Olavarria W. J., et al. J. Appl. Phys., 2009, vol. 106, p. 63525. doi:10.1063/1.3213376.
37. Mori M. J., Fitzgerald E. A. J. Appl. Phys., 2009, vol. 105, p. 13107. doi:10.1063/1.3037240.
Опубликован
2017-11-07
Как цитировать
Seredin, P. V., Lenshin, A. S., Lukin, A. N., Arsentyev, I. N., & Prutskij, T. (2017). ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ GaxIn1–xP С АТОМНЫМ УПОРЯДОЧЕНИЕМ. Конденсированные среды и межфазные границы, 19(3), 417-429. https://doi.org/10.17308/kcmf.2017.19/219
Выпуск
Раздел
Статьи
