Структура, морфология и фотоэлектрические свойства гетероструктуры n-GaAs--p-(GaAs)_1--x(Ge₂)_х

Аннотация

Изучены структурные свойства тонкопленочных твердых растворов (GaAs)_1--х(Ge₂)_x, выращенных методом жидкофазной эпитаксии на подложках монокристаллов GaAs. Полученные эпитаксиальные слои имели толщину 10 мкм и удельное сопротивление 0,17 Ом · см p-типа проводимости. Рентгенографический анализ показал, что полученные пленки являются монокристаллическими с нано-включениями примесных атомов и дефектов решетки размерами до 49 нм и кристаллографической ориентацией (100), имеют сфалеритную структуру типа ZnS. Морфологические исследования с использованием атомно-силовой микроскопии показали, что наблюдаемые на поверхности эпитаксиальных слоев (GaAs)_1--х(Ge₂)_x наноконусы обусловлены присутствием в них атомов Ge. В соответствии с результатами исследований, проведенных методом рентгеновской дифракции, диаметры оснований наноконусов находятся в пределах 70...90 нм, высота --- 3...12 нм. Спектры фоточувствительности этих твердых растворов имеют своеобразные флуктуации, обусловленные образованием в них различных комплексов заряженных ионов. Результаты анализа спектров фоточувствительности гетероструктур n-GaAs--p-(GaAs)_1--х(Ge₂)_x получены с использованием программы Wolfram Mathematics 7. Установлено, что спектр состоит из трех пиков, обусловленных соединениями As--Ge, Gе--Ge и Ga--Ge

Работа выполнена при поддержке Комитета по координации и развитию наукии технологий при Кабинете Министров Республики Узбекистан (грант № Ф2-68)

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Зайнабидинов С.З., Саидов А.С., Бобоев А.Й. и др. Структура, морфология и фотоэлектрические свойства гетероструктуры n-GaAs-p-(GaAs)1-x(Ge2)х. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2022, № 1 (100), с. 72--87. DOI: https://doi.org/10.18698/1812-3368-2022-1-72-87

Литература

[1] Моисеев К.Д., Пархоменко Я.А., Гущина Е.В. и др. Особенности эпитаксиального роста указанных квантовых точек InSb на подложке InAs. Физика и техника полупроводников, 2009, т. 43, № 8, с. 1142--1150.

[2] Saidov A.S., Usmonov Sh.N., Amonov K.A., et al. Photosensitivity of pSi-n(Si₂)_1--x--y(Ge₂)_x(ZnSe)_y heterostructures with quantum dots. Appl. Sol. Energy, 2017, vol. 53, no. 4, pp. 287--290. DOI: https://doi.org/10.3103/S0003701X17040132

[3] Равдель А.А., Пономарева А.М. Краткий справочник физико-химических величин. СПб., Иван Федоров, 2003.

[4] Zaynabidinov S.Z., Saidov A.S., Leiderman A.Yu., et al. Growth, structure, and properties of GaAs-based (GaAs)_1--x--y(Ge₂)_x(ZnSe)_y epitaxial films. Semiconductors, 2016, vol. 50, no. 1, pp. 59--65. DOI: https://doi.org/10.1134/S1063782616010231

[5] Бобоев А.Й., Хамраева P.Н., Рустамова В.М. Формирование нанокристаллов Ge и ZnSe в эпитаксиальной пленке (GaAs)_1--x--y(Ge₂)_x(ZnSe)_y. Матер. 52-й Междунар. науч. студ. конф. "Физические методы в естественных науках". Новосибирск, НГУ, 2014, с. 10--11.

[6] Шулпина И.Л., Кютт Р.Н., Ратников В.В. и др. Методы рентгеновской дифракционной диагностики сильнолегированных монокристаллов полупроводников. ЖТФ, 2010, т. 80, № 4, с. 105--114.

[7] Горелик С.С., Расторгуев Л.Н., Скаков Ю.А. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. М., Металлургия, 1970.

[8] Фетисов Г.В. Синхротронное излучение. Методы исследования структуры веществ. М., ФИЗМАТЛИТ, 2007.

[9] Шаренкова Н.В., Каминский В.В., Петров С.Н. Размеры областей когерентного рассеяния рентгеновского излучения в тонких пленках SmS и их визуализация. ЖТФ, 2011, т. 81, № 9, с. 144--146.

[10] Medvid A., Onufrijevs P., Jarimaviciute-Gudaitiene R., et al. Formation mechanisms of nano and microcones by laser radiation on surfaces of Si, Ge, and SiGe crystals. Nanoscale Res. Lett., 2013, vol. 8, no. 1, art. 264. DOI: https://doi.org/10.1186/1556-276X-8-264

[11] Дубровский В.Г. Теория формирования эпитаксиальных наноструктур. М., ФИЗМАТЛИТ, 2009.

[12] Бобоев А.Й., Усмонов Ж.Н., Махмудов Х.А. и др. Фотоэлектрические свойства n-GaAs--p-(GaAs)_1--x(Ge₂)_х гетероструктур с нанокристаллами германия. Научный вестник НамГУ, 2020, № 1, с. 58--63.

[13] Хлудков С.С. Диффузия примесей в арсениде галлия, диффузионные структуры и приборы. Вестник Томского государственного университета, 2005, № 285, с. 84--94.

[14] Saidov M.S. Low-temperature crystallization of semiconductor solid solutions that are promising for the realization of the extrinsic thermo photovoltaic effect. Appl. Sol. Energy., 2007, vol. 43, no. 1, pp. 45--48. DOI: https://doi.org/10.3103/S0003701X0701015X

[15] Журавлев К.С., Чикичев С.И., Штаске Р. и др. Исследование комплексообразования в эпитаксиальном сильно легированном p-GaAs:Ge методом фотолюминесценции. Физика и техника полупроводников, 1990, т. 24, № 9, с. 1645--1649.

[16] Aleshkin V.Ya., Dubinov A.A., Kudryavtsev K.E., et al. 1.3 μm Photoluminescence of Ge/GaAs multi-quantum-well structure. J. Appl. Phys., 2014, vol. 115, iss. 4, art. 043512. DOI: https://doi.org/10.1063/1.4863121

[17] Хвостиков В.П., Лунин Л.С., Ратушный В.И. и др. Фотообразователи на основе GaAs/Ge гетероструктур, полученных методом низкотемпературной ЖФЭ. Письма в ЖТФ, 2003, т. 29, № 14, с. 46--49.