Формирование и оптические свойства наноструктур на основе IN-содержащих полупроводниковых соединений А3-В5 с выводящими излучение брэгговскими элементами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат физико-математических наук Усикова, Анна Александровна

• Усикова, Анна Александровна
• кандидат физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Усикова, Анна Александровна

Оглавление

Введение

Глава 1. Физические свойства и технология формирования наноструктур на основе 1п-содержащих соединений

1.1. Особенности зонной структуры, оптические и электрофизические свойства

In-содержащих полупроводниковых соединений АЗВ5

1.1.1 Модель Кейна для соединений с непараболичной зонной структурой

1.1.2 Прямозонные и непрямозонные оптические переходы

1.1.3 Эффект Бурштейна-Мосса

1.2. Особенности эпитаксиального роста слоев и наноструктур на основе In-содержащих полупроводников

1.2.1. Молекулярно-пучковая эпитаксия In-содержащих наноструктур для приборного применения

1.2.2. Особенности роста и конструкции светодиодов для средней ИК-области спектра

1.2.3. Принципы постростовой обработки структур

Глава 2. Постростовые методы формирования структур с высокой точностью

2.1. Фотолитография

2.2. Технология инвертирования изображения (Image Reversal) рисунка фоторезиста

2.3. Использование маски фоторезиста с обратным профилем

2.4. Особенности создания элементов наноструктур с размером ~1 мкм

2.4.1 Создание периодических масок с элементами ~1 мкм

2.4.2. Ионно-лучевое травление периодических структур

2.5. Особенности фотолитографических методов обработки структур с глубоким рельефом

2.5.1. Фотолитография

2.5.2. Химическое травление

2.6. Омические контакты

2.7. Гибридные структуры

Глава 3. Наноструктуры для среднего ИК диапазона, выращенные методом молекулярно-пучковой эпитаксии

3.1. Наноструктуры Ь^ЬЛпАб II типа с субмонослойными вставками 1п8Ь

3.1.1. МПЭ субмонослойных вставок 1п8Ь

3.1.2. Спектры фотолюминесценции

3.2. Наноструктуры 1п8Ь/1пА88Ь

3.2.1. МПЭ квантовых точек ЪгёЬ в матрице ЬъА^Ь

3.2.2. Спектры фотолюминесценции

3.3. Лазерные структуры с 1п8Ь/1пАз(8Ь) КТ в активной области

Глава 4. Светодиоды и светодиодные линейки для среднего инфракрасного диапазона спектра с фотонными кристаллами

4.1. Фотонные кристаллы. Геометрические характеристики

4.2. Фотонные кристаллы в светодиодах с оптической накачкой

4.3. Свойства светодиодов с электрической накачкой

4.3.1 Конструкция светоизлучающей диодной линейки

4.3.2. Характеристики диодных линеек

4.4. Характеристики диодных линеек с фотонными кристаллами

Глава 5.1п-содержащие соединения и структуры для терагерцового диапазона

5.1. Дисперсия поверхностных плазмонов и условия их излучения в терагерцовом диапазоне

5.2. Взаимодействие плазмонов с электромагнитным излучением на случайных

и специально сформированных периодических структурах

5.3. Характеристики образцов InN, выращенных молекулярно-пучковой эпитаксией

5.4. Особенности спектральных характеристик терагерцового излучения в слоях InN

5.5. Мощностные характеристики ТГц излучения из слоев InN

5.6. Способы создания периодической структуры на поверхности слоев вырожденных полупроводников

Заключение

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование и оптические свойства наноструктур на основе IN-содержащих полупроводниковых соединений А3-В5 с выводящими излучение брэгговскими элементами»

Введение

Полупроводниковые соединения элементов третьей и пятой группы периодической системы АЗВ5 и их твёрдые растворы играют важную роль в современной физике твердого тела, электронике и оптоэлектронике. Пниктогениды - соединения индия с элементами главной подгруппы V группы периодической системы (кроме висмута) занимают значимое место среди исследуемых материалов. С фосфором, мышьяком и сурьмой индий образует по одному стехиометрическому соединению (нестехиометрических не образуется вовсе) - 1пР, 1пАб и 1п8Ь. Все они кристаллизуются в кубической сингонии (типа сфалерита). Нитрид индия, 1пМ, обычно кристаллизуется в гексагональной решётке типа вюрцита.

По своим свойствам и возможностям применения каждое из этих полупроводниковых соединений уникально.

Антимонид индия - полупроводник, который помимо узкой ширины запрещенной зоны, Ее (300К)=0.18 эВ, характеризуется рядом специфических параметров: рекордно малой эффективной массой электронов, большой величиной g-фaктopa, сильной непараболичностью зоны проводимости. Энергия ионизации его донорных примесей (8, 8е, Те) очень мала. Вследствие малой ширины запрещенной зоны электропроводность антимонида индия уже при температурах ниже комнатной становится собственной. 1п8Ь относится к вырожденным полупроводникам, его основные характеристики слабо зависят от температуры. Благодаря очень высокой подвижности электронов 1п8Ь используется в изготовлении малоинерционных датчиков Холла, находящих разнообразное применение в приборах для измерения напряженности постоянных и переменных магнитных полей и токов. Другой областью применения антимонида индия является изготовление инфракрасных (ИК) детекторов, поскольку его электропроводность сильно меняется под действием инфракрасного излучения. На основе 1п8Ь можно создавать фотоприемники, работающие в дальней ИК области. Такие приемники, однако, требуют сильного охлаждения (до 2-4 К). Антимонид индия с успехом используется

также при изготовлении различного рода преобразователей, термоэлектрических генераторов и некоторых других электротехнических устройств [1].

Арсенид индия - прямозонный полупроводник с шириной запрещённой зоны Ео (300К)=0.35 эВ, используется для создания сверхвысокочастотных транзисторов, светодиодов и фотодиодов, работающих в ИК области спектра, и датчиков магнитного поля. Высокая подвижность электронов позволяет получать на его основе приборы с повышенной чувствительностью. Это наиболее часто используемый материал для изготовления светодиодов в диапазоне 3.3-3.4 мкм, поскольку он обладает подходящей шириной запрещённой зоны и его выращивание не сопряжено с серьезными трудностями, возникающими при рассогласовании периодов решёток рабочего слоя и подложки. На основе этого соединения реализуются гетероструктуры для оптоэлектронных применений с массивами квантовых точек (КТ). Следует отметить, что лазеры с 1пАз КТ демонстрируют ряд рекордных параметров [2].

Фосфид индия можно назвать одним из важнейших полупроводниковых материалов. Он сочетает в себе высокую подвижность носителей заряда, относительно большую ширину запрещенной зоны, Е„ (300К)=1.35 эВ, прямой характер межзонных переходов и уникальные теплофизические характеристики. Основные сферы использования фосфида индия - СВЧ-техника и оптоэлектроника. Составы ГпОаАзР применяются для создания эффективных излучателей и приемников электромагнитного излучения для спектральной области 1.3-1.5 мкм, соответствующей прозрачности световодов из кварцевых стекловолокон. 1пР - перспективный материал для реализации преобразователей солнечной энергии в электрическую.

Нитрид индия - прямозонный полупроводник, который обладает наименьшей эффективной массой и высокой подвижностью электронов среди нитридов третьей группы, что делает его перспективным материалом для транзисторов с повышенной подвижностью носителей и высокочастотных приборов. Общепринятая в настоящее время ширина запрещённой зоны Её

(300К)=0.7 эВ привлекает внимание исследователей к ЫЧГ и составам кЮаК как к материалам, пригодным для создания солнечных элементов, максимально преобразующих солнечную энергию. Тройные соединения на основе ЫЧ перспективны также для реализации быстродействующих лазерных диодов и фотодиодов для оптических коммуникационных систем. Другое направление исследований связано с возможностью получения из слоев ЫЧ терагерцового (ТГц) излучения на основе плазмонных эффектов.

Благодаря особенностям зонной структуры, оптическим и электрофизическим свойствам 1п-содержащих полупроводниковых соединений АЗ-В5, приборы на их основе работают в ИК и ТГц областях спектра. Необходимость освоения данных диапазонов длин волн диктуется рядом важных моментов.

Проблема загрязнения окружающей среды продуктами деятельности человека всё острее встаёт перед современным обществом. Заметный вклад в загрязнение среды вносят техногенные выбросы различных газов, углеводороды, которые активно используются самыми разными отраслями современного производства и транспортом. Линии поглощения колебательных переходов - "маркеры", характерные «отпечатки пальцев» разнообразных молекул (Рис. 1): воды и её паров, метана, углекислого газа, угарного газа, ацетона, аммиака, сложных органических молекул - загрязнителей атмосферы, содержащих С-Н, С-Ы и N-0 связи, лежат в среднем ИК диапазоне [1]. Мониторинг примесей в окружающей среде требует разработки чувствительных детекторов. Кроме того, потребление нефти и природного газа является важнейшим индикатором промышленного развития различных стран мира. Транспортировка и переработка этих продуктов также требует совершенного контроля.

1Е-22

4.0 4.5 5.0 5.5 Диина волны, мкм

Рис. 1. Спектральный диапазон поглощения ряда молекул в инфракрасной области спектра [1].

В последние годы многими научными группами различных стран мира исследуются возможности создания компактной техники и устройств генерации и приема электромагнитного излучения среднего и дальнего ИК диапазонов. Это диктуется, помимо спектроскопических и экологических проблем, широкими возможностями применения подобных приёмно-передающих устройств для решения важных задач военного и гражданского назначения. Инфракрасный диапазон, примыкая с одной стороны к видимому излучению, а с другой стороны — к электромагнитным терагерцовым колебаниям, является уникальной областью спектра. В нем расположены «окна» прозрачности атмосферы (3-5 мкм, 8-12 мкм и др.), где излучение менее подвержено влиянию погодных условий или рассеянию, чем излучения ближнего ИК, видимого или ультрафиолетового диапазонов. Поэтому целесообразно создание систем связи, работающих на этих длинах волн.

Приёмно-передающие ИК устройства могут применяться и в иных целях. Среди них - контроль аварий на производстве, тепловидение с повышенным температурным контрастом, системы безопасности и беспроводная оптическая связь [3,4]. В настоящее время в развитых странах мира имеются национальные программы по многим из этих направлений.

Особое внимание в последнее время уделяется физическим явлениям и процессам, происходящим в ТГц диапазоне частот, который лежит между микроволновым и оптическим диапазонами. Особенность этого участка спектра заключается в том, что присущие ему волны слишком длинны для применения хорошо развитой оптической техники и, в то же время, слишком коротки для перенесения в него радиометодов. Применительно к нему часто используется название "терагерцовая брешь" ("terahertz gap"). Следует отметить, что активные ТГц приборы с электрической накачкой были бы перспективны для применения в медицине (томографических системах, интроскопии), биологии, средствах связи, химическом анализе, дефектоскопии и сфере безопасности (при антитеррористическом контроле).

ТГц диапазон, столь перспективный для активного использования, остается до последнего времени одним из слабо оснащенных технически участков спектра. Интенсивность характерных для инфракрасной области спектра источников теплового излучения здесь очень мала. Существующие в настоящее время системы ТГц излучателей не удовлетворяют предъявляемым требованиям к промышленно выпускаемым приборам [5]. Так, несмотря на инновации в дизайне активной области [6], существуют определенные трудности в создании ТГц квантово-каскадных лазеров, работающих при комнатной температуре. Мощность излучения электронных приборов (на основе транзисторных структур), которые могут функционировать при комнатной температуре, существенно ниже требуемого уровня [7]. Поэтому продолжается поиск новых материальных систем и принципов генерации ТГц излучения.

Таким образом, источники и приемники излучения для ИК и ТГц диапазонов на основе 1п-содержащих полупроводников необходимы для систем мониторинга загрязнений, оптической связи и тепловидения, устройств предотвращения техногенных катастроф, медицинских целей, дефектоскопии, диагностики и антитеррористического контроля.

Цели и задачи работы

Дальнейший прогресс в области создания детекторов и излучателей для ИК и ТГц диапазонов требует решения ряда задач:

- совершенствование методов роста и постростовой обработки для формирования ИК и ТГц диапазона структур и установления связи между технологией их изготовления и оптическими характеристиками;

- развитие возможностей методов постростовой обработки для создания элементов, предназначенных для эффективного вывода излучения;

- исследование механизмов излучения в среднем и дальнем ИК диапазонах и в области "терагерцовой бреши".

Основная цель настоящего исследования заключается в исследовании возможностей постростовых технологий применительно к наноструктурам на основе 1п-содержащих соединений для РЖ и ТГц спектральных диапазонов, а именно для формирования меза-структур светоизлучающих приборов и вывода излучения посредством применения специальных брэгговских элементов (фотонных кристаллов, брэгговских решеток). Достижение цели предполагает исследование механизмов излучения из квантовых точек и приповерхностных аккумуляционных слоев нанометровой толщины.

Научная новизна полученных результатов заключаются в следующем:

1. Показано, что существует возможность увеличения точности стандартной оптической фотолитографии при формировании структур на основе пниктогенидов 1п путем использования четырёхстадийной обработки с инвертированием топологического изображения в активных средах при специально подобранном температурном режиме.

2. Продемонстрировано, что двойные гетеровалентные лазерные гетероструктуры с активной областью, содержащей субмонослойные вставки ЫБЬЯпАб и использующие в качестве и-эмиттера широкозонные соединения на основе Сс1(М£,Те)8е, изорешёточные к подложкам, обладает достаточным оптическим и электронным ограничениями для получения стимулированного излучения в среднем инфракрасном диапазоне.

3. Продемонстрировано, что совокупность применения травления мез с наклонными стенками, отражающих омических контактов и фотонных кристаллов на световыводящей поверхности, наряду с варьированием составами растворов травителей и инвертированием рисунка фоторезиста, позволяет повысить не менее чем вдвое эффективность средневолновых светодиодов и светодиодных линеек с активной областью на основе системы ТпОаАББЬ.

4. Предложен и исследован новый механизм излучения с характерными частотами в терагерцовом диапазоне за счет поверхностных плазмон-

поляритонов, которые возбуждаются при электрической накачке в аккумуляционных слоях вблизи поверхности 1п-содержащих вырожденных полупроводников и преобразуются в электромагнитное излучение при рассеянии на структурных неоднородностях, спонтанно формируемых или специально созданных ростовыми и постростовыми методами.

Практическая значимость работы заключается в том, что разработана совокупность технологических приемов для формирования:

- мез травления заданного профиля для светоизлучающих структур на основе 1п-содержащих соединений с необходимыми геометрическими параметрами (минимальными размерами элементов, глубиной и размерами мез, глубиной травления рельефа, шагом периодических элементов и наклоном стенок);

- фотонных кристаллов и брэгговских решеток для вывода излучения светодиодов среднего ПК диапазона и терагерцовых излучателей;

- обычных и отражающих омических контактов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Четырёхстадийная обработка фоторезиста с инвертированием топологического изображения путём термообработки в активной (аммиачной) среде является прецизионным методом реализации рисунка для формирования полупроводниковых наноструктур с применением оптической фотолитографии с точностью, превышающей разрешение стандартной технологии.

2. Совокупность применения травлённых меза-структур с наклонными стенками, отражающих омических контактов и фотонных кристаллов на световыводящей поверхности, наряду с варьированием состава растворов травителей и инвертированием рисунка фоторезиста, позволяет повысить не менее чем вдвое внешний квантовый выход светодиодов и светодиодных линеек среднего инфракрасного диапазона с активной областью на основе системы 1пОаАз8Ь.

3. Двойные гетеровалентные лазерные гетероструктуры с активной областью, состоящей из 3-х плоскостей субмонослойных вставок InSb/InAs и использующие в качестве w-эмиттера широкозонные соединения MgCdSe и CdSeTe, изорешёточные к подложкам InAs и GaSb, соответственно, обладают достаточным оптическим и электронным ограничениями для получения стимулированного излучения в диапазоне 3.1-3.9 мкм.

4. Поверхностные плазмон-поляритоны, возбуждаемые термически при электрической накачке в поверхностном аккумуляционном слое 1п-содержащих вырожденных полупроводников, преобразуются в электромагнитное излучение с характерными частотами в терагерцовом диапазоне при рассеянии на структурных неоднородностях, спонтанно формируемых или специально созданных ростовыми и постростовыми методами.

Апробация работы. Результаты, вошедшие в диссертационную работу, опубликованы в авторитетных реферируемых российских и международных журналах и докладывались на различных международных и российских конференциях и симпозиумах: 18 International Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", St. Petersburg, Russia, June 21 - June 26, 2010; SPIE Photonic and Photonic Crystals Materials and Devices X, San Francisco, USA, 2010; II симпозиум по когерентному оптическому излучению полупроводниковых соединений и структур, Звенигород, Россия, 16-18 ноября 2009; SPIE Photonic and Photonic Crystals Materials and Devices IX, Strasbourg, France, 2009; VIII Российской конференции по физике полупроводников (Екатеринбург 2007); X Симпозиума "Нанофизика и наноэлектроника", Н.Новгород, Россия, (2006); VII российской конференции по физике полупроводников, Москва, Россия, 272 (2005); 5th Belarussian-Russian Workshop "Semiconductor lasers and systems", 1-5 June, Minsk, Belarus, (2005).

Перечень публикаций, раскрывающих основное содержание диссертационной работы, представлен на стр. 110.

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Усикова, Анна Александровна

Основные результаты диссертационной работы изложены в публикациях:

1. S.V. Ivanov, A.N. Semenov, V.A. Solov'ev, O.G. Lyublinskaya, Ya.V. Terent'ev, B.Ya. Meltser, L.G. Prokopova, A.A. Sitnikova, A.A. Usikova, A.A. Toropov, P.S. Kop'ev, Molecular beam epitaxy of type II InSb/InAs nanostructures with InSb sub-monolayers, J. Cryst. Growth 278(1) 72-77 (2005).

2. C.B. Иванов, B.A. Соловьев, A.H. Семенов, Б.Я. Мельцер, C.B. Сорокин, О.Г. Люблинская, Я.В. Терентьев, A.A. Усикова, Т.В. Львова, П.С. Копьев, Наноструктуры InSb/InAsSb для оптоэлектроники среднего ИК-диапазона, Изв. РАН, сер. физ, 71(1) 85-88 (2007).

3. Ю.М. Задиранов, Н.В. Зотова, Н.Д. Ильинская, С.А. Карандашев, Б.А. Матвеев, М.А. Ременный, Н.М. Стусь, A.A. Усикова, Светодиоды (Х=3.6 mum) с оптическим возбуждением на основе фотонных кристаллов в арсениде индия, Письма в ЖТФ 34(10), 405-407 (2008).

4. А.Л. Закгейм, Н.В. Зотова, Н.Д. Ильинская, С.А. Карандашев, Б.А. Матвеев, М.А. Ременный, Н.М. Стусь, A.A. Усикова, А.Е. Черняков, Светоизлучающая диодная линейка (Х=3.7 мкм) на основе InGaAsSb,OTn 43(4) 508-513 (2009).

5. А. Л. Закгейм, Н. В. Зотова, Н. Д. Ильинская, С. А. Карандашев, Б. А. Матвеев, М. А. Ременный, H. М. Стусь, А. А. Усикова, А. Е.Черняков, ИКизображения флип-чип-диодов на основе InAsSbP в спектральной области 3 мкм Прикладная физика 6, 143-148 (2008).

6. В. A. Matveev, Yu. М. Zadiranov, A. L. Zakheim, N. V. Zotova, N. D. Il'inskaya, S. A. Karandashev, , M. A. Remennyi, N. M. Stus', A. A. Usikova, O. A.Usov, A. E. Chernyakov Midinfrared (lambda = 3.6 pm) LEDs and arrays based on InGaAsSb with photonic crystals, Photonic and Photonic Crystals Materials and Devices IX, Proc. SPIE, v.7223, 1, pp. 7223IB, 2009.

7. Т. V. Shubina, A. V. Andrianov, A. O. Zakhar'in, V. N. Jmerik, I. P. Soshnikov, T. A. Komissarova, A. A. Usikova, P. S. Kop'ev, S. V. Ivanov, V. A. Shalygin, A. N. Sofronov, D. A. Firsov, L. E. Vorob'ev, N. A. Gippius, J. Leymarie, X, Wang, A. Yoshikawa, Terahertz electroluminescence of surface plasmons from nanostructured InN layers. Appl. Phys. Lett., 96, 183106 (2010).

8. T.V. Shubina, A.V. Andrianov, V.A. Shalygin, N.A. Gippius, A.O. Zakhar'in, V.N. Jmerik, LP. Soshnikov, T.A. Komissarova, A.A. Usikova. A.N. Sofronov, D.A. Firsov, L.E. Vorob'ev, J. Leymarie, X. Wang, A. Yoshikawa, P.S. Kop'ev, and S.V. Ivanov, Terahertz electroluminescence of surface plasmon-polariotns from nanostructured InN, Proceedings of 18 Int. Symp. "Nanostructures: Physics and Technology", June 21 - June 26, St. Petersburg, Russia, 69 (2010).

Заключение

В ходе проведенных исследований:

1. Выполнен цикл работ по исследованию постростовых методов формирования светоизлучающих наноструктур с брэгговскими элементами на основе 1п-содержащих соединений АЗВ5. Разработан оригинальный метод повышения точности и воспроизводимости рисунка на большой площади при использовании стандартной оптической литографии путем инвертирования маски фоторезиста.

2. Определены оптимальные режимы жидкостного и сухого (ионно-плазменного) травления и подобраны материальные компоненты (фоторезисты, маски, растворы). Показано, что варьирование составами растворов травителей является эффективным методом получения структур с необходимыми геометрическими параметрами. Подобраны металлы для контактов и отлажен процесс их формирования.

3. Исследована взаимосвязь структурных и оптических характеристик в гетеровалентных лазерных структурах с двойным ограничением и субмонослойными наноструктурами 1п8Ь/1п(8Ь)Аз в активной области. Показана возможность достижения оптического и электронного ограничения для получения стимулированного излучения в области среднего ИК диапазона.

4. Проведен цикл работ по созданию и исследованию фотонных кристаллов постростовыми методами на световыводящей поверхности светодиодов и светодиодных линеек. Продемонстрировано существование стоп-зон в спектрах отражения и увеличении внешнего квантового выхода люминесценции со стороны профилированной подложки не менее чем в два раза по сравнению с плоской поверхностью.

5. Обоснован дизайн светодиодов, светодиодных линеек и детекторов ИК диапазона с активными областями из ТпАэ, 1п8Ь и 1пОаАз8Ь, основанный на использовании мез травления с наклонными стенками, отражающих омических контактов и фотонных кристаллов для вывода излучения. Созданы прототипы линеек с индивидуальной адресацией на основе гетероструктур InGaAsSb/InAsSbP, излучающих на длине волны к=3.6-3.7 мкм. 6. Предложен и исследован новый механизм ТГц излучения при электрической накачке из In-содержащих вырожденных полупроводников, обладающих аккумуляционным слоем. Показано, что источником ТГц излучения являются поверхностные плазмоны, возбуждаемые в тонких слоях и рассеиваемые случайной или регулярной брэгговской решеткой, в том числе созданной с помощью усовершенствованных постростовых методов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Усикова, Анна Александровна, 2011 год

Литература

[1] Андронов A.A., Захаров Н.Г., Марутин A.B., Савикин А.П. / Новые источники и приемники ИК и терагерцового диапазона. Учебно-методический материал по программе повышения квалификации «Новые подходы к проблемам генерации, обработки, передачи, хранения, защиты информации и их применения» // Нижний Новгород - 2007. - 95 с.

[2] Bimberg D., Ledentsov N.N., Grundmann М., Heinrichsdorf F., Ustinov V.M., Kop'ev P.S., Maximov M.V., Alferov Zh.I. / Optical Properties and Lasing in Self-Organised Quantum Dots in Optics of Qunatum Dots and Wires, ed. Garnett W. Bryant and Glenn S. Solomon - 2005. - Artech House, Boston/London. - 405 p.

[3] «Дистанционный инфракрасный детектор углеводородных газов» / Кузнецов А.А., Балашов О.Б., Васильев Е.В., и т.д. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2003. - № 6. - С. 55 - 62.

[4] ИК-изображения флип-чип-диодов на основе InAsSbP в спектральной области 3 мкм / Закгейм A.JL, Зотова Н.В., Ильинская Н.Д., и т.д. // Прикл. Физика - 2008.- № 6. - С. 143 - 149.

[5] Tonouchi М. / Cutting-edge terahertz technology // Nature Photonics - 2007. -Vol. 1,-P. 97- 105.

[6] High-Temperature Operation of Terahertz Quantum Cascade Laser Sources / Belkin M.A., Wang Q.J., Pflugl C., et al. // IEEE J. of Selected Topics in Quantum Electronics - 2009. - Vol. 15. - P. 952 - 966.

[7] Room temperature terahertz emission from grating coupled two-dimensional plasmons / Meziani Y.M., Handa H., Knap W., et al. // Appl. Phys. Lett. - 2008. -Vol. 92.-P. 201108(3).

[8] Evan O. Kane / "Band structure of indium antimonide" // J. Phys. Chem. Solids -1957.-Vol. 1-P. 249-261.

[9] Ivchenko E.L. and Pikus G.E. / Superlattices and Other Heterostructures. Symmetry and optical phenomena, 2nd ed. // Springer. - 1997. - 370 p.

[10] Effects of Non-stoichiometry and Compensation on Fundamental Parameters of Heavily-doped InN / Shubina T.V., Glazov M.M., Ivanov S.V., et al. // Phys. Stat. Sol. - 2007. - Vol. 7. - P. 2474 - 2477.

[11] Панков Ж. / Оптические процессы в полупроводниках, пер. с англ. // Москва, «Мир» - 1973. - 456 с.

[12] Мосс Т. / Оптические свойства полупроводников, пер. с англ. // Москва, «Мир»- 1961.-304 с.

[13] Su-Huai Wei, А/ Zunger/ InAsSb/InAs: A type-I or a type-II band alignment // Phys.Rev.B. - 1995. - Vol. 52. - P. 12039 - 12044.

[14] Toropov A.A., Lyublinskaya O.G., Solov'ev V.A., Ivanov S.V. / Sb-based nanostructures for mid-IR optoelectronics // III-V Semiconductor Heterostructures:

Physics and Devices, ed. by W.Z. Cai - Researsch Signpost (Keraia) - 2003. - P. 169 -200.

[15] Molecular beam epitaxy growth and characterization of mid-IR type-II "W" diode lasers / Canedy C.L., Bewley W.W., Boishin G.I., Kim C.S. et al. //

J.Vac.Sci.Technol.B. - 2005. - Vol.23. - P. 1119 - 1124.

[16] Photoluminescence and Atomic Force Microscopy Studies of InAs/InSb Nanostructures Grown by MBE / Terent'ev Ya.V., Toropov A.A., Solov'ev V.A. et al. // Proc.25th Int.Conf.Physics of Semiconductor. Osaka. V.II. Berlin, Heiderlberg, New York: Springer-Verlag. - 2001. - P. 401 - 406.

[17] InSb Quantum Dots in an InAsSb Matrix Grown by Molecular Beam Epitaxy / Semenov A.N., Solov'ev V.A., Meltser B.Ya., Lyublinskaya O.G., Terent'ev Ya.V., et al. // Acta Physica Polonica A. - 2005. - V. 108. - P. 859 - 865.

[18] Asymmetric AlAsSb/InAs/CdMgSe quantum wells grown by molecular-beam epitaxy / Ivanov S.V., Lyublinskaya O.G., Vasilyev Yu.B., Kaygorodov V.A. et al. // Appl. Phys. Lett. - 2004. - Vol. 4. - P. 4777 - 4779.

[19] Инжекционный ИК лазер на основе гибридной III-V/II-VI гетероструктуры с InSb субмонослойными вставками / Соловьёв В.А., Седова И.В., Люблинская О.Г. и др. //Письма в ЖТФ. - 2005. - Т. 31. - С. 37 - 42.

[20] Dyakonov M.I., and Shur M.S. / Shallow water analogy for a ballistic field effect transistor: New mechanism of plasma wave generation by dc current //Phys. Rev. Lett. - 1993.-Vol. 71.-P. 2465 -2468.

[21] Terahertz electroluminescence of surface plasmons from nanostructured InN layers / Shubina T.V., Andrianov A.V., Zakhar'in A.O., et al. // Appl. Phys. Lett. -2010.-Vol. 96.-P. 183106(3).

[22] Matveev В., Zotova N., Il'inskaya N., et al. / Progress in Semiconductor Materials V — Novel Materials and Electronic and Optoelectronic Applications, ed. by L J. Olafsen, R.M. Biefeld, M.C. Wanke and A. W. Saxler. // MRS Proc. - 2006. -Vol. 891.-P. 9-14.

[23] Mid-infrared (3-5 jLim) LED as sources for gas and liquid sensors / Matveev B.A., Gavrilov G.A., Evstropov V.V., Zotova N.V. // Sens. Actuators В - 1997. -Vol. 38-39.-P. 339 - 343.

[24] Nondispersive and multichannel analyzers based on mid-IR LEDs and arrays / Malinen J., Hannula Т., Zotova N.V., et al. // Pros. SPIE (Optical Methods for Chemical Process Control). - 1993. - Vol. 2069. - P. 95 - 101.

[25] Жидкофазная эпитаксия диодных структур на основе InAs / Билинец Ю.Ю., Кондратьева В.Г., Качур А.А., Штец О.М. // Электрон, техн. - 1990. -Вып. 1 - С. 91 -95.

[26] Design and fabrication of 2xD light emitting device arrays for IR scene projection / Das N.C., Simonis G., Bradshaw J., et al. // Proc. SPIE. - 2004. - Vol. 5408.-P. 136- 143.

[27] Распределение деформации в двойных гетероструктурах InAsSbP/InGaAsSb / Аргунова Т.С., Кютт Р.Н., Матвеев Б.А., и др. // ФТТ -1994.-Т. 36.-С. 3071 -3078.

[28] Крюкова Д.М., Лескович В.И., Матвеенко А.В. / Спин-орбитальное взаимодействие в гетероструктурах на основе InGaAsSb // Письма ЖТФ, - 1979. -Вып. 5.-С. 717-723.

[29] 6 W InGaAsSb(Gd)/InAsSbP double-heterostructure diode lasers emitting at A,=3.3 jim / Aydaraliev M., Zotova N.V., Karandashov S.A., et. al // Appl. Phys. Lett. -2002.-Vol. 81.-P. 1166- 1167.

[30] Krier A., Sherstnev V.V., Gao H.H. / A novel LED module for the detection of H2S at 3.8 pm/J. Phys. D: Appl. Phys. - 2000. - Vol. 33. - P. 1656 - 1661.

[31] Разработка свободных оптических фильтров на область спектра 12-15 nm для источника излучения нанолитографа / Белик В.П., Задиранов Ю.М., Ильиская Н.Д. и др. // Письма ЖТФ - 2007. - Т. 33. - Вып. 12. - С. 29 - 36.

[32] High sensitive submillimeter InSb photodetector / Vasilyev Yu.B., Usikova A.A., Il'inskaya N.D., et al. // Semiconductors - 2008. - Vol. 42. - P. 1234 - 1236.

[33] Моро У. / Микролитография. 4.1,2. // Москва, Мир, - 1990. - 1239 с.

[34] Long V, Neman J. / Image Reversal techniques with a Standard Positive Photoresist // SPIE Advances in Resist Technology. - 1984. - Vol. 469. - P. 1084 -1092.

[35] Bowden M.J. / The physics and chemistry on the lithographic process // Electrochem. Soc. - 1981 - Vol. 128. - P. 195 - 214.

[36] Березин Г.Н., Никитин A.B., Сурис P.A. / Оптические основы контактной фотолитографии // «Радио и связь» - 1982. - 103 с.

[37] Klose Н., Sigush R., Arden W. / Image reversal at photoresists; characterization and modeling // IEEE Transactions on electron devices - 1985. - Vol. ED-32. - P. 1654- 1661.

[38] Айнспрук H., Браун Д. / Плазменная технология в производстве СБИС // Москва, Мир - 1987. - 469 с.

[39] Светоизлучающая диодная линейка (\=3.7 мкм) на основе InGaAsSb / Закгейм А.Л., Зотова Н.В., Ильинская Н.Д. и др. // ФТП - 2009. - Т. 43. - С. 531 - 536.

[40] Источники спонтанного излучения на основе арсенида индия / Зотова Н.В., Ильинская Н.Д., Карандашев С.А., и др. // ФТП - 2008. - Т/ 42. - С. 641 - 657.

[41] Radiative recombination in type II GaSb/GaAs quantum dots /

Hatami F., Ledentsov N.N., Grundmann M. et al.// Appl. Phys. Lett. - 1995. - Vol. 67. P. 656 - 658.

[42] Molecular beam epitaxy of type II InSb/InAs nanostructures with InSb sub-monolayers / Ivanov S.V., Semenov A.N., Solov'ev V.A., et al // J. Cryst. Growth -2005.-Vol. 278.-P. 72-77.

[43] MBE growth and photoluminescence properties of strained InAsSb/AlSbAs quantum wells / Solov'ev V.A., Terent'ev Ya.V., Toropov A.A., et al. // J. Cryst. Growth - 2003. - Vol. 251. - P. 53 8 - 542.

[44] Наноструктуры InSb/InAsSb для оптоэлектроники среднего ИК-диапазона / Иванов С.В., Соловьев В.А., Семенов А.Н., и др. // Изв. РАН, сер. физ. - 2007 -Т. 71.-С. 85 - 88.

[45] Room-temperature midinfrared electroluminescence from asymmetric AlSbAs/InAs/CdMgSe heterostructures grown by molecular beam epitaxy / Ivanov S.V., Solov'ev V.A., Moiseev K.D., et al. // Appl. Phys. Lett. - 2001. - Vol. 78. - P. 1655 - 1657.

[46] A 2.78-pm laser diode based on hybrid AlGaAsSb/InAs/CdMgSe double heterostructure grown by molecular-beam epitaxy / Ivanov S.V., Kaygorodov V.A., Sorokin S.V., et al. // Appl. Phys. Lett. - 2003. - Vol. 82. - P. 3782 - 3784.

[47] Ichikava H., Baba T. / Efficiency enhancement in a light-emitting diode with a two-dimensional surface grating photonic crystal // Appl. Phys. Lett., - 2004. - Vol. 84.-P. 457-459.

[48] Photonic crystal enhanced narrow-band infrared emitters / Pralle M.U., Moelders N., McNeal M.P., et al. // Appl. Phys. Lett., - 2002. - Vol. 81. - P. 4685 -4687.

[49] Midinfrared luminescence imaging and its application to the optimization of light-emitting diodes / Weik F., Tomm J.W., Glatthaar R. et al. // Appl. Phys. Lett. -2005 - Vol. 86. - P. 041106(3).

[50] Three-dimensional numerical modeling of emission from InSb light-emitting diodes with patterned surfaces / Buss I.J., Nash G.R., Rarity J.G., et al. // J. Opt. Soc. Am. B - 2008. - Vol. 25.-P. 810-817.

[51] Anisotropy of light extraction from GaN two-dimensional photonic crystals / Chun-Feng Lai, Jim-Yong Chi, Hao-Chung Kuo, et al. // Opt. Express - 2008. - Vol. 13.-P. 7285 - 7294.

[52] Theory of subwavelength hole arrays coupled with photonic crystals for extraordinary thermal emission / Biswas R., Ding C.G., Piscasu I., et al. // Phys. Rev. B - 2006. - Vol. 74. - P. 045107(6).

[53] Photonic-crystal GaN light-emitting diodes with tailored guided modes distribution / David A., Fujii T., Sharma R., et al. // Appl. Phys. Lett. - 2006. - Vol. 88.-P. 061124(3).

[54] Light extraction enhancement from nano-imprinted photonic crystal GaN-based blue light-emitting diodes / Cho H.K., Jang J., Choi J.H.,et al. // Opt. Express - 2006. -Vol. 14.-P. 8654- 8660.

[55] Riyopoulos S. / Supercritical angle transmission through quasi-random

sub wavelength-feature interfaces: integral approach via effective surface currents // J. Opt. Soc. Am. A - 2005. - Vol. 22. - P. 2859 - 2871.

[56] Enhanced light extraction efficiency from AlGalnP thin-film light-emitting diodes with photonic crystals / Bergenek K., Wiesmann Ch., Wirth R., et al. // Appl. Phys. Lett. - 2008. - Vol. 93. - P. 041105(3).

[57] Midinfrared (lambda = 3.6 jam) LEDs and arrays based on InGaAsSb with photonic crystals / Matveev B.A., Zadiranov Yu.M., Zakheim A.L., et al. // Photonic and Photonic Crystals Materials and Devices IX, Proc. SPIE. - 2009. — Vol. 1. - P. 7223 IB.

[58] Светодиоды (A,=3.6 mum) с оптическим возбуждением на основе фотонных кристаллов в арсениде индия / Задиранов Ю.М., Зотова Н.В., Ильинская Н.Д., и др. // Письма в ЖТФ - 2008. -Vol. 34. - С. 1 - 7.

[59] Dixon J.R., Ellis J.M. / Optical Properties of «-Type Indium Arsenide in the Fundamental Absorption Edge Region // Phys. Rev. - 1961. - Vol. 123. - P. 1560 -1566.

[60] InGaAsSb LEDs and arrays (lambda = 3.7 цт) with photonic crystals / Matveev B.A., Zadiranov Yu.M., Zakheim A.L., et al. // Photonic and Photonic Crystals Materials and Devices X, Proc. SPIE. - 2010. - Vol. 1. - P. 760901.

[61] Многомудольное линейчатое фотоприемное устройство 4х(2х192) на основе InAs МДП-структур для систем теплогенерации / Базовкин В.М., Гузев А.А., Ковчавцев А.П., и др. // Прикл. Физика - 2011. - Т. 2. - С. 67 - 72.

[62] ИК-изображения флип-чип диодов на основе InAsSbP в спектральной области 3 мкм / Закгейм A.JL, Зотова Н.В., Ильинская Н.Д., и др. // Прикладная физика - 2008. - Т. 6. - С. 143 - 148.

[63] Malyutenko V.K., Malyutenko O.Yu. and Zinovchuk A.V. / Room-temperature InAsSbP/InAs light emitting diodes by liquid phase epitaxy for midinfrared (3-5 (лт) dynamic scene projection // Appl. Phys. Lett - 2006. - Vol. 89. - P. 201114(3).

[64] Иванов-Омский В.И., Матвеев Б.А. / Отрицательная люминесценция и приборы на ее основе // ФТП - 2007. - Т. 41. - С. 257 - 268.

[65] Неохлаждаемые широкополосные флип-чип фотодиоды на основе InAsSb (Cutoff =4.5 мкм) / Закгейм А.Л., Зотова Н.В., Ильинская Н.Д., и др. // ФТП -2009.-Т. 43. -С. 412-417.

[66] Chaplik A.V. and Vitlina R.Z. / Interaction, damping and possible amplification of 2D plasmons in asymmetric bilayer structures // Superlattices and Microstructures -2003.-Vol. 33.-P. 263 -270.

[67] Mikhailov S.A., Volkov V.A. Theory of electromagnetic response and collective excitations in antidotes // Phys. Rev. В - 1995. - Vol. 52. - P. 17260 - 17268.

[68] Allen S .J., Tsui D.C., Logan R.A. / Observation of the Two-Dimensional Plasmon in Silicon Inversion Layers // Phys. Rev. Lett. - 1977. - Vol. 38. - P. 980 -983.

[69] Ralph A. Hopfel, Erich Vass, Erich Gornik / Thermal Excitation of Two-Dimensional Plasma Oscillations // Phys. Rev. Lett. - 1982. - Vol. 49. - P. 1667 -1671.

[70] Coherent emission of light by thermal sources /J.-J. Greffet, R. Carminati, K. Joulain, et al. // Nature - 2002. - Vol. 416. p. 61-64.

[71] Климов В. В. / Наноплазмоника // Москва, Физматлит - 2009. - 480 с.

[72] Mie Resonances, Infrared Emission, and the Band Gap of InN / Shubina T.V., Ivanov S.V., Jmerik V.N., et al. // Phys. Rev. Letters - 2004. - Vol. 92. - P. 117407(4).

[73] Inconsistency of basic optical processes in plasmonic nanocomposites / Shubina T.V., Kosobukin V.A., Komissarova T.A., et al. // Phys. Rev. B. - 2009. - Vol. 79. -P. 153105(4).

[74] Burke J.J., Stegeman G.I., Tamir T. / Surface-polariton-like waves guided by thin, lossy metal films // Phys. Rev. В - 1986. - Vol. 33. - P. 5186 - 5201.

[75] Yang F., Sambles J.R., Bradberry G.W. / Long-range surface modes supported by thin films // Phys. Rev. В - 1991. - Vol. 44. - P. 5855 - 5872.

[76] Intrinsic Electron Accumulation at Clean InN Surfaces / Mahboob I., Veal T.D., McConville C.F., et al. // Phys. Rev. Lett. - 2004. - Vol. 92. - P. 036804.

[77] Terahertz radiation due to random grating coupled surface plasmon polaritons / Shubina T.V., Gippius N.A., Shalygin V.A., et al. // Phys. Rev. В - 2011. - Vol. 83. -P. 165312.

[78] Abnormal magnetic-field dependence of Hall coefficient in InN epilayers / Komissarova T.A., Shakhov M.A., Jmerik V.N., et al. // Appl. Phys. Lett. 2009 -Vol. 95.-P. 012107(3).

[79] Identification of different contributions to conductivity of epitaxial InN / Komissarova T.A., Jmerik V.N., Ivanov S.V., et al. // Phys. Rev. В - 2011. - Vol. 84. - P. 035205,

[80] Эмиссия терагерцевого излучения из GaN при ударной ионизации доноров в электрическом поле / Shalygin V.A., Vorob'ev L.E., Firsov D.A., и др. // Известия Ран. Серия Физическая - 2010. - т. 74. - № 1. - С. 95 - 97.

[81] Terahertz electroluminescence of surface plasmon-polariotns from nanostructured InN / Shubina T.V., Andrianov A.V., Shalygin V.A., et al. // Proceedings of 18 Int. Symp. "Nanostructures: Physics and Technology", June 21 -June 26, St. Petersburg, Russia - 2010. - P. 69.