Инфракрасная фурье-спектроскопия микро- и наноструктур на основе InAs и InSb тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат наук Фирсов, Дмитрий Дмитриевич

• Фирсов, Дмитрий Дмитриевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Фирсов, Дмитрий Дмитриевич

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

Список сокращений

Глава 1 Оптические свойства исследуемых узкозонных полупроводниковых соединений и структур, и фурье-спектроскопия как метод их контроля (Обзор литературы)

1.1 Основные оптические свойства 1пАб

1.2 Особенности зонной структуры 1п8Ь

1.3 Структуры на основе 1п8Ь и твёрдых растворов А1х1п1_х8Ь

1.4 Перспективы излучающих наноструктур 1пАб/1п8Ь для среднего инфракрасного диапазона

1.4.1 Полупроводниковые лазеры среднего ИК диапазона

1.4.2 Создание излучающих наноструктур 1п8Ь/1пАз

1.5 Инфракрасная фурье-спектроскопия

1.5.1 Теоретические основы метода ИК фурье-спектроскопии

1.5.2 Преимущества ИК фурье-спектроскопии

1.6 Выводы

Глава 2 Разработка метода модуляционной инфракрасной фурье-спектроскопии

2.1 Актуальность модуляционной спектроскопии для среднего инфракрасного диапазона

2.2 Экспериментальная реализация метода

2.2.1 Принцип проведения модуляционных измерений

2.2.2 Описание используемого фурье-спектрометра

2.2.3 Схема модуляционных измерений на базе фурье-спектрометра

2.3 Разработка и апробация модуляционной методики

2.4 Фотоотражение 1п8Ь в среднем ИК диапазоне

2.5 Выводы

Глава 3 Фотолюминесценция наноструктур 1п8Ь/1пАз

3.1 Описание исследуемых структур

3.1.2 Параметры проводимых экспериментов

3.2 Фотолюминесцентные свойства наноструктур 1п8Ь/1пАз

3.2.1 Мощностная зависимость фотолюминесценции 1п8Ь/1пАз

3.2.2 Анализ фотолюминесцентных свойств исследуемых структур

3.3 Анализ температурной зависимости фотолюминесценции 1п8Ь/1пАз

3.4 Выводы

Глава 4 Оптические свойства микро- и наноструктур на основе 1п8Ь и А1х1п1_х8Ь

4.1 Характеристики объектов исследования

4.1.2 Параметры проводимых экспериментов

4.2 Оптическая ширина запрещённой зоны А11п8Ь

4.2.1 Расчёт спектров поглощения эпитаксиальных слоёв А11п8Ь

4.2.2 Определение оптической ширины запрещённой зоны А11п8Ь

4.2.3 Зависимость энергии прямого межзонного перехода от состава твёрдого раствора А11п8Ь

4.3 Определение толщины эпитаксиальных слоёв и спектральной зависимости показателя преломления 1п8Ь и А11п8Ь по спектрам отражения

4.3.1 Актуальность методики

4.3.2 Определение толщин эпитаксиальных слоёв

4.3.3 Спектральная зависимость показателей преломления 1п8Ь и твёрдых растворов А1х1п1_х8Ь

4.4 Фотолюминесцентные свойства гетероструктур с одиночными квантовыми ямами 1п8Ь/А1х1п1.х8Ь

4.4.1 Экспериментальные данные

4.4.2 Теоретические результаты, определение ширины квантовых ям

4.4.3 Интерпретация энергетического спектра исследуемых структур,

учёт мощности возбуждения

4.5 Выводы

Глава 5 Оптические свойства структур n-InAs/n++-InAs

5.1 Характеристики структур и параметры измерений

5.1.1 Исследуемые образцы n++-InAs и структуры n-lnAs /n++-InAs

5.1.2 Параметры проводимых экспериментов

5.2 Определение толщин эпитаксиальных слоёв n-lnAs на основе интерференции инфракрасного излучения

5.3. Определение и анализ спектров показателя поглощения n++-InAs с различной степенью легирования

5.4 Оценка спектра поглощения света фоточувствительными n-lnAs/ n++-InAs структурами

5.4.1 Оптические измерения автоэпитаксиального слоя InAs

5.4.2 Определение показателя поглощения автоэпитаксиального слоя InAs

5.4.3. Оценка доли поглощаемого автоэпитаксиальным слоем света

5.5 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Инфракрасная фурье-спектроскопия микро- и наноструктур на основе InAs и InSb»

ВВЕДЕНИЕ

Узкозонные полупроводниковые соединения InSb, InAs и наногетероструктуры на их основе являются объектом неослабевающего интереса, обусловленного широкой областью их практического использования. Эпитаксиальные слои InSb и InAs находят применение в многочисленных классах полупроводниковых приборов, в том числе инфракрасных (ИК) фотоприёмных устройствах (включая приборы ночного видения) и датчиках магнитного поля. Наноструктуры на основе указанных бинарных соединений, излучающие в среднем ИК диапазоне, перспективны для создания светодиодов и лазеров, работающих в области спектра 3-6 мкм. Оптоэлектронные приборы данного диапазона представляют существенный интерес для применения в медицинской технике, приборах экологического контроля и системах скрытой беспроводной связи. Благодаря уникальным фундаментальным свойствам InSb, таким как малая эффективная масса и рекордные значения подвижности электронов при комнатной температуре, гетероструктуры InSb/AlxIni_xSb актуальны также и как материал для СВЧ транзисторов с высокой подвижностью электронов (high electron mobility transistor - HEMT).

Наличие подробной информации об оптических свойствах узкозонных материалов и структур является необходимым условием проектирования приборов ИК оптоэлектроники. Знание показателей поглощения и преломления при различном легировании, учёт особенностей зонной структуры позволяют определять оптимальные параметры создаваемых микро- и наноструктур.

Наиболее эффективным экспериментальным методом изучения оптических свойств узкозонных материалов в ИК диапазоне является фурье-спектроскопия. Благодаря высокой светосиле и эффективному накоплению

/

1; сигнала фурье-спектрометры позволяют регистрировать спектры пропускания,

отражения и люминесценции с наиболее высоким соотношением "сигнал/шум".

В то же время, один из наиболее информативных оптических методов !' исследования полупроводниковых структур — модуляционная спектроскопия -

в среднем ИК диапазоне практически не применяется по причине

недостаточной светосилы классических установок на базе дифракционных спектрометров. Соответственно, представляется актуальной реализация нового метода модуляционной спектроскопии на основе фурье-спектрометра, который позволит обойти существующие ограничения при изучении оптических свойств узкозонных полупроводников.

Цель работы - изучение оптических свойств ряда микро- и наноструктур 1пАз и 1п8Ь, результаты которого позволят определять оптимальные параметры при проектировании и изготовлении приборов и устройств на их основе. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Определение основных оптических характеристик эпитаксиального твёрдого раствора А1х1п1_х8Ь, являющегося оптимальным барьерным материалом для гетеросистем на основе 1п8Ь. Нахождение энергетического спектра квантовых ям 1п8Ь/А1х1п1_х8Ь, востребованных для создания ИК излучателей и сверхвысокочастотных НЕМТ структур.

2. Оценка влияния легирования подложек на спектральные характеристики и эффективность фотоприёмных микроструктур п-1пАз/п++-1пА8, освещаемых со стороны подложки. Реализация неразрушающей методики контроля толщин рабочих слоёв п-1пАб по спектрам инфракрасного отражения.

3. Изучение влияния параметров экстрамонослойных вставок 1п8Ь на люминесцентные свойства эпитаксиальных наноструктур 1п8Ь/1пАз. Установление структуры, подходящей для создания излучателей диапазона 4-5 мкм, способных работать при комнатной температуре.

4. Разработка на основе инфракрасного фурье-спектрометра оригинального метода фотомодуляционной оптической спектроскопии, эффективного для определения параметров узкозонных материалов и систем. Апробация реализованного метода, применение к исследованию структур на основе 1п8Ь.

Методы исследования и использованная аппаратура:

Исследования проводились методом инфракрасной фурье-спектроскопии, включая реализованные методики регистрации фотолюминесценции (ФЛ) и

фотомодуляционного отражения. Исследуемые структуры получены методами молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ), и эпитаксии из газовой фазы.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Аномальный коротковолновый сдвиг пика фотолюминесценции наноструктур InSb/InAs с повышением температуры обусловлен термическим заполнением локализованных состояний, возникающих за счёт флуктуации толщины и состава в экстрамонослойных вставках InSb.

2. Зависимость энергии прямого межзонного перехода Е^ (х) от состава твёрдого раствора AlxIni_xSb в диапазоне 0<х<0,52 имеет коэффициент нелинейности с = 0,32±0,06 эВ.

3. Выбор уровня легирования подложек фотоприёмных структур n-InAs/n++-InAs позволяет не только изменять спектральный диапазон чувствительности, но и управлять поглощением в рабочем слое n-InAs при облучении через сильнолегированную подложку.

4. Получение модуляционного оптического спектра полупроводниковых структур методом инфракрасной фурье-спектроскопии требует учёта фазы сигнала, определяемой в отсутствие внешней модуляции свойств этих структур. Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Получена уточнённая зависимость прямой ширины запрещённой зоны от состава ненапряжённого твёрдого раствора AlxIni_xSb, выращенного методом МПЭ на полуизолирующей подложке GaAs.

2. Впервые экспериментально определены спектральные зависимости показателя преломления п{Е) AlJn^xSb различного состава в области энергий вблизи края фундаментального поглощения, в том числе для Е>Еёг.

3. Показана возможность определения ширины квантовых ям InSb/AlxIni_xSb посредством сопоставления экспериментально полученных спектров фотолюминесценции с энергетическим спектром, рассчитанным по 8-зонной модели Кейна с учётом механических напряжений.

4. На основе экспериментальных данных проведена оценка поглощения света в рабочем слое фоточувствительных структур п-1пАз/п4+-1пА5, освещаемых через подложку. Показано влияние степени легирования подложек п++-1пАз на спектральные характеристики структур.

5. Для наноструктур 1п8Ь/1пАб с толщиной вставок 1п8Ь более 1 монослоя впервые экспериментально наблюдался аномальный коротковолновый сдвиг фотолюминесценции с ростом температуры в диапазоне 12-80 К.

6. Сформулирован алгоритм обработки модуляционного сигнала, который позволяет определять знак экстремумов модуляционных оптических спектров, регистрируемых на фурье-спектрометре.

7. Впервые получен и проанализирован спектр фотоотражения объёмного 1п8Ь в диапазоне 2-10 мкм.

Обоснованность и достоверность полученных научных результатов подтверждается сопоставлением полученных экспериментально данных с результатами измерений независимыми методами, теоретическими моделями, и современными литературными данными.

Научная и практическая значимость работы сводится к следующему:

1. Получена существенная информация об оптических свойствах структур на основе 1пАз, 1п8Ь и А1х1п1_х8Ь, которая может быть использована при разработке ИК фотоприёмных и светоизлучающих устройств;

2. Реализованы интерференционные методики измерений толщин эпитаксиальных структур ¡пАб, 1п8Ь и А1х1п1_х8Ь с учётом спектральной зависимости показателя преломления;

3. Реализован метод фотомодуляционной фурье-спектроскопии, позволяющий характеризовать узкозонные системы благодаря повышенной эффективности в среднем ИК диапазоне.

Внедрение результатов исследования

Результаты диссертационных исследований были использованы в хоздоговорных и госбюджетных НИР в 2012-2014 гг. Разработанная неразрушающая методика определения толщин эпитаксиальных слоев п-ТпАэ на п++-1пАз подложках

внедрена на технологической базе ОАО «ЦНИИ «Электрон». Аналогичная методика для гетероструктур InSb/AlInSb/GaAs также используется в Лаборатории квантово-размерных гетероструктур ФТИ им. Иоффе РАН. Методика определения оптических постоянных полупроводниковых структур внедрена в учебный процесс в СПбГЭТУ "ЛЭТИ" в рамках курса "Диагностика микро - и наносистем". Апробация работы

Основные результаты диссертации докладывались на следующих конференциях: 15th International Conference on Narrow Gap Systems (USA; 2011), XXII и XXIV Международные научно-технических конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения (Москва; 2012 и 2014), 11 Российская конференция по физике полупроводников (Санкт-Петербург; 2013), 1st International School and Conference Saint-Petersburg OPEN2014 (Saint-Petersburg; 2014), 22nd International Symposium Nanostructures: Physics and Technology (Saint-Petersburg; 2014), и др. Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в 9 печатных работах, 2 работы приняты к публикации. Из них 7 публикаций в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных в перечне ВАК; 4 публикации в трудах научно-технических конференций. Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, изложенных на 148 страницах машинописного текста. Диссертация включает 58 рисунков, 9 таблиц и список литературы из 118 наименований.

Список сокращений

АЦП - аналогово-цифровой преобразователь;

АЧТ - абсолютно чёрное тело;

ДОБЭ - дифракция отражённых быстрых электронов; ИК - инфракрасный; КРТ - кадмий-ртуть-теллур; КЯ - квантовая яма;

МПЭ - молекулярно-пучковая эпитаксия; МС - монослой;

ОФК - осцилляции Франца-Келдыша;

ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия;

СВЧ - сверхвысокочастотный;

РСМА - рентгеноспектральный микроанализ;

ФЛ - фотолюминесценция;

ФПУ - фотоприёмное устройство;

НЕМТ - high electron mobility transistor.

Глава 1 Оптические свойства исследуемых узкозонных полупроводниковых соединений и структур, и фурье-спектроскопия как метод их контроля (Обзор литературы)

Первая глава работы носит обзорный характер, и посвящается литературным данным по электронным и оптическим свойствам 1п8Ь, 1пАб и структур на их основе. Также описываются основы метода инфракрасной фурье-спектроскопии, являющегося оптимальным для изучения оптических свойств узкозонных структур.

1.1 Основные оптические свойства 1пАб

3 5

Арсенид индия (1пАб) — прямозонный полупроводник группы А В , обладающий шириной запрещённой зоны 0.35 эВ при комнатной температуре [1]. 1пАб широко применяется для создания излучателей и фотоприёмников, работающих в инфракрасной области спектра, и обладающих высокими характеристиками. В частности, для охлаждаемых фотоприёмных устройств на основе 1пАз достижима удельная обнаружительная способность до О* - 1013 см-Гц1/2/Вт [2].

Кристаллы арсенида индия имеют структуру цинковой обманки [3]. Отсутствие центра инверсии в этих соединениях приводит к тому, что в них появляются некоторые специфические свойства. Зонная структура 1пАб вблизи центра зоны Бриллюэна представлена на Рисунке 1.1.

t'c

1 Етах |

+ / У £V1 F . с

Evs

[111] --к -_ [111]

Рисунок 1.1 Зонная структура арсенида индия вблизи центра зоны

Бриллюэна [3]

Зона проводимости Ес сферически-симметрична; минимум её находится в центре зоны Бриллюэна. Вблизи к = О зона Ес параболична. Крутизна зоны велика, вследствие чего значения эффективной массы электронов, находящихся на дне зоны, малы. Валентная зона состоит из трёх подзон. У верхней из них, зоны тяжёлых дырок Еу\, максимумы лежат в направлениях [111] зоны Бриллюэна на расстоянии от точки к = 0, равном примерно 3 % от расстояния между точками Г и L. Эта зона параболична, но анизотропна. Зона лёгких дырок Е\2 стыкуется с зоной EV] в точке к = 0. Она подобна зоне проводимости. Третья валентная зона арсенида индия Еу3 отщеплена спин-орбитальным взаимодействием.

Спектры фундаментального поглощения арсенида индия п-типа, полученные экспериментально в работе [4], показаны на рисунке 1.2.

10'

0.3 0 4 0.5 0 6 0.7 0.8 Photon energy hv (eV)

Рисунок 1.2 Спектр фундаментального поглощения InAs с различной концентрацией донорной примеси: 1 - 3,6-1016 см"3, 2 - 6-1017 см"3, 3 -

3,8-1018 см"3; Т = 300 К [4]

Экспериментальные данные [4] хорошо согласуются с теоретическим описанием формы края поглощения арсенида индия, полученным в работе [5] по теории Кейна.

В работе [4] также было установлено, что край поглощения InAs с увеличением концентрации носителей сдвигается в сторону больших энергий (эффект Бурштейна — Мосса). При этом уменьшалась наблюдаемая крутизна края поглощения.

При определённых условиях сильное легирование InAs может привести и к уменьшению наблюдаемой ширины запрещённой зоны [3]. Этот эффект можно наблюдать лишь тогда, когда доноры и акцепторы скомпенсированы с большой степенью точности. Образующиеся при этом примесные зоны перекрываются с зонами свободных носителей заряда, разностная концентрация остается низкой, и сдвиг Бурштейна не возникает.

Поглощение света в ЫАб за краем основной полосы обусловлено в основном свободными носителями [3]. Теоретическая обработка соответствующих экспериментальных данных [6] показала, что для ¡пАб поглощение за краем основной полосы обусловлено в основном рассеянием электронов на оптических колебаниях решётки и пропорционально а ~

1.2 Особенности зонной структуры 1п8Ь

Характерные особенности зонной структуры антимонида индия описаны, в частности, в монографии [7]. Расчёт энергетической структуры соединений А3В? был впервые выполнен Кейном [8] для 1п8Ь, у которого ширина запрещённой зоны Е (зазор между абсолютными экстремумами зоны

о

проводимости и валентной зоны) значительно меньше энергии других ветвей зон. Зависимость энергии Е в зонах от волнового вектора к в направлении (ПО), полученные в [8], показаны на рисунке 1.3. Штриховой линией показан квадратичный закон дисперсии.

Рисунок 1.3 Зависимости Е{к) для 1п8Ь в направлении (110) [7]

Из рисунка 1.3 видно, что в первом приближении экстремумы зон в InSb находятся при к = 0, однако обнаруживается и другая особенность: в зоне проводимости, а также в ветвях валентной зоны V2, закон дисперсии непараболичен.

Величина энергетического зазора между зонами может быть определена экспериментально из различных эффектов, в частности оптическими методами. При этом учёт непараболичности зоны проводимости является обязательным условием её корректного определения.

1.3 Структуры на основе InSb и твёрдых растворов AlxIn].xSb

Уникальные фундаментальные свойства InSb, такие как малая эффективная масса и рекордные значения подвижности электронов при комнатной температуре [9], делают актуальной задачу реализации структур с двумерным электронным газом в InSb для практических применений в сверхвысокочастотных (СВЧ) транзисторах с высокой подвижностью электронов (НЕМТ). Также наноструктуры InSb представляют интерес для фундаментальных исследований транспорта носителей в условиях сильного спин-орбитального взаимодействия, поскольку InSb характеризуется большим значением g-фактора [10]. Основные исследования и попытки синтеза InSb с высоким структурным совершенством были направлены на объёмные слои и продиктованы огромным спросом на датчики Холла [11].

Интенсивные исследования гетероструктур на основе InSb и его твёрдого раствора AlxIni_xSb, в которых продемонстрирована высокая подвижность электронов проводятся исследовательской группой QinetiQ и компанией Intel. Они сообщили о создании первого прототипа СВЧ транзистора с каналом п-InSb[12]. В указанной работе была продемонстрирована работа транзистора с квантовой ямой InSb/AlxIni.xSb на частотах до 305 ГГц. О формировании

двумерных каналов 1п8Ь с рекордными значениями подвижности также сообщалось в работах [13],[14],[15].

Для структур на основе гетеросистемы 1п8Ь/А1х1п!_х8Ь также сообщалось о наличии люминесцентных свойств [16]. Имеется ряд работ, в которых квантовые ямы 1п8Ь/А1х1п]_х8Ь рассматриваются как основа для создания светоизлучающих диодов среднего инфракрасного диапазона с длиной волны А, = 4 мкм [17],[18].

Сложности реализации двумерного транспорта в гетероструктурах на основе 1п8Ь связаны с необходимостью использования полуизолирующих подложек с гигантским рассогласованием периодов кристаллических решёток (ближайшие по периоду решётки бинарные соединения - 1пР и ваАв - имеют рассогласование с 1п8Ь 10% и 14.6% соответственно [19]). Трудности возникают также и в связи с отсутствием у 1п8Ь комплементарных пар материалов с большей шириной запрещённой зоны, согласованных по периоду кристаллической решётки. Диаграмма, иллюстрирующая соотношение энергии прямых межзонных переходов и постоянных решётки для соединений группы А3В5 приведена на рисунке 1.4.

Е ,эВ 4,0

X, мкм

3,53,02,52,01,51,00,50

1 ' 1 1 1 Ф А1Р 1 1 1 1 1 Г= 300 К 1 ■ 1 УФ

ваР . А1Аб ♦ * А18Ь ♦ -

ваАз

♦ + 1пР ик

♦ 1пА8 ф I п 8 Ь ♦ -

0,5

2 3 5 10

5,4 5,6 5,8 6,0 6,2 Постоянная решётки а, А

6,4

6,6

Рисунок 1.4 Сопоставление энергии прямого межзонного перехода и постоянных решётки соединений А^В3 (по данным [9]) при комнатной температуре

Как видно из рисунка 1.4, наиболее близкое к 1п8Ь по постоянной решётки соединение группы А3В5 - антимонид алюминия (А18Ь). В то же время А1БЬ является значительно более широкозонным материалом. Благодаря этому твёрдые растворы А1х1п!_х8Ь являются оптимальными барьерными материалами для гетероструктур на основе 1п8Ь.

Однако существует не так много работ, в которых проводились фундаментальные оптические исследования твёрдых растворов АПпБЬ. Общепринятые [20] данные по величине ширины запрещённой зоны в А1х1п1.х8Ь были получены в работе [21] на основе серии из пяти поликристаллических образцов твёрдого раствора с долей алюминия в диапазоне от 10% до 60% (твёрдый раствор с долей алюминия более 60%

является непрямозонным). В упомянутой работе изучались спектры отражения и поглощения при температуре 300 К. Полученная зависимость Её(х) аппроксимировалась линейной функцией. Последующие измерения электроотражения [22] также позволили получить значения при комнатной температуре. Нужно отметить, что в работе [22] исследовались образцы с очень большим градиентом по составу. Тем не менее, именно на этих экспериментальных данных базируются зависимости Е8(х), приводимые в современной справочной литературе [9],[23].

Эпитаксиальные слои А1х1п1_х8Ь, выращенные на подложке ОаАэ с буферным слоем АШЬ, исследовались в работе Ба1 и др. [24]. Однако спектральный диапазон используемого в указанной работе фурье-спектрометра не позволил провести измерения Ег для составов х> 0.25. Кроме этого, в [24] при обработке спектров пропускания не учитывалась непараболичность зоны проводимости А1х1п1.х8Ь - явление, имеющее принципиально важное значение в узкозонных полупроводниках [25].

1.4 Перспективы излучающих наноструктур ХпАвЯпЗЬ для среднего

инфракрасного диапазона

Эпитаксиальные наноструктуры на основе гетеросистемы 1пАз/Тп8Ь, содержащие вставки 1п8Ь толщиной порядка монослоя, в настоящее время рассматриваются [26] как перспективная основа для создания компактных инжекционных лазеров среднего инфракрасного диапазона с длиной волны излучения 3-5 мкм. Излучатели указанного диапазона востребованы в медицинской технике, в лазерной ИК спектроскопии газовых сред, применимой для экологического и промышленного контроля, а также в специальных системах связи [27],[28].

1.4.1 Полупроводниковые лазеры среднего ИК диапазона

Несмотря на значительный прогресс в области создания ИК лазеров, связанный с разработкой квантово-каскадных структур [29] и структур с \у-образным сочетанием энергетических зон [30], промышленное изготовление приборов, способных работать в непрерывном режиме при комнатной температуре, в настоящее время отсутствует.

На данный момент коммерческие лазеры среднего ИК диапазона реализованы в основном на основе халькогенидов свинца, которые обладают рядом недостатков. К ним относятся трудоёмкая технология, связанная с повышенной токсичностью используемых материалов, необходимость использования для их работы криогенного охлаждения и, как следствие, высокая стоимость их эксплуатации. Также такие лазеры имеют низкие мощности излучения, не превышающие сотен микроватт [26].

Существенный прогресс в области создания инжекционных ИК лазеров связывается с использованием узкозонных полупроводниковых соединений

3 5

А В и твёрдых растворов на их основе, позволяющих достигать низких значений пороговой плотности тока и высокой мощности излучения при температурах вплоть до комнатной. В ходе проводимых в последние десятилетия в мире интенсивных исследований определились основные типы гетероструктур и подходы к конструированию таких лазеров [27]. В качестве активной области были использованы квантово-размерные структуры как типа I, так и типа II на основе антимонидов и арсенидов металлов третьей группы. В случае квантовой ямы (КЯ) типа I электроны и дырки ограничены в одном и том же слое, в то время как в КЯ типа II электроны и дырки пространственно разделены.

Исторически первыми были лазеры с раздельным ограничением на основе двойной гетероструктуры типа I 1пОаАз8Ь/АЮаАз8Ь [31]. Не так давно в гетероструктурах с множественными КЯ, в которых КЯ испытывают

напряжения сжатия (-1,5-1,6%), была продемонстрирована непрерывная генерация на длине волны 3,04 мкм при комнатной температуре [32]. Однако предельная длина волны лазерной генерации при Т ~ 300 К в этой системе, по всей видимости, существенно не превысит величины X ~ 3,2 мкм из-за ограничений, связанных с максимальным уровнем вводимой деформации [26].

Попытки дальнейшего увеличения длины волны лазеров типа I до 3,55 мкм (1пАз8Ь/1пА1А58Ь) [33] и 3,86-4,0 мкм (ЫАбЗЬЛпАбР) [34],[35] выявили принципиальные ограничения в достижении генерации при комнатной температуре. Они обусловлены главным образом повышенной Оже-рекомбинацией и недостаточным ограничением носителей (максимальная рабочая температура Ттах = 225 К при X > 3 мкм).

В длинноволновом спектральном диапазоне (5-10 мкм) лидирующие позиции занимают квантовокаскадные лазеры с внутриподзонными переходами на основе гетероструктур ОаГпАз/АПпАз [36]. В последние годы технология изготовления таких структур достигла достаточно высокого уровня, и недавно была продемонстрирована непрерывная лазерная генерация на длине волны чуть менее 4 мкм при комнатной температуре [37]. Тем не менее, коммерческое освоение квантовокаскадных лазеров сильно затруднено из-за сверхвысоких требований к технологии получения таких сложных структур[26].

1.4.2 Создание излучающих наноструктур 1п8Ь/1пА8

Как показано в работе [26], одним из перспективных направлений разработки светодиодов и лазеров среднего ИК диапазона является использование наноструктур типа II ТпЗЬЯпАб в качестве активной области

•Л «

оптоэлектронных приборов. Узкозонные гетероструктуры А В типа II со специфическим расположением зон обеспечивают большую свободу при конструировании лазеров среднего ИК диапазона благодаря возможности:

- изменения в широких пределах длины волны излучения. При этом можно избежать проблем, связанных с существованием области несмешиваемости твёрдых растворов, и упростить проблему компенсации упругих напряжений;

- значительного подавления потерь, связанных с Оже-рекомбинацией и внутризонным поглощением;

- лучшего ограничения носителей, особенно дырок.

Однако они имеют один существенный недостаток по сравнению со структурами типа I, который заключается в значительно меньшем перекрытии волновых функций электронов и дырок. Это приводит к меньшим значениям коэффициента усиления и выходной мощности, а также большим пороговым токам [26].

Для сведения к минимуму данного недостатка было предложено использовать наноструктуры 1п8Ь/1пАз [38], в которых возможно возникновение квантовых точек (КТ) типа II. Они самоформирутся под действием упругих напряжений вследствие сильного (~7 %) рассогласования периодов решёток. Обозначенные преимущества такой конструкции включают:

- повышенный интеграл перекрытия волновых функций электронов и дырок вследствие малого размера КТ и, как результат, возрастание квантовой эффективности люминесценции при 300 К;

- возрастание энергии локализации носителей вследствие более глубокой потенциальной ямы в сильно напряженных КТ 1п8Ь/1пАз;

- снижение вероятности образования дефектов в активной области за счет упругой релаксации большой части напряжений рассогласования при формировании КТ 1п8Ь;

- возможность изменения длины волны излучения в широких пределах излучения при неизменной конструкции активной области.

Первые структуры с квантовыми точками 1п8Ь в матрице 1пАб были полученные с использованием ростовой моды Странского-Крастанова путём

осаждения слоя 1н8Ь с толщиной, превышающей критическое для данной системы значение 1.7 монослоя (МС). Эти структуры характеризовались чрезвычайно слабой фотолюминесценцией (ФЛ) с длиной волны Х= 4.2-4.6 мкм при низких температурах [39].

В работе [38] был предложен другой подход, основанный на нанесении методом молекулярно-пучковой эпитаксии ультратонких слоев 1п8Ь (с толщиной менее критического значения) [40] с их последующим трансформированием в массив 1п8Ь КТ за счёт эффектов самоорганизации. Результат исследования морфологии гетероструктур 1п8Ь/1пАз с субмонослойными (номинальная толщина 1п8Ь слоя меньше 1 МС) вставками 1п8Ь, выполненного методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), приведён на рисунке 1.5.

<Щ " ■ Л

ШМг "»":" —Г" Щ' ^ *"»

г •" » Л

1|§й»*

й, им

» *

»

Рисунок 1.5 Микрофотографии ПЭМ поперечного сечения (слева) и поверхности (справа) структуры со вставкой 1п8Ь толщиной 1 монослой, сформированной выдержкой поверхности 1пАб под потоком сурьмы [26]

Результаты ПЭМ показали, что в таких структурах наблюдается формирование островков 1п8Ь со средним размером в плоскости структуры

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Фирсов, Дмитрий Дмитриевич, 2014 год

Список литературы

1. Fang Z.M., Ma K.Y., Jaw D.H., Cohen R.M., and Stringfellow G.B. Photoluminescence of InSb, InAs, and InAsSb grown by organometallic vapor phase epitaxy // Journal of Applied Physics. 1990. Vol. 67. No. 11. pp. 70347039.

2. Ковтонюк Н.Ф., Мисник В.П., Соколов A.B. Структуры полупроводник -диэлектрик в фотомишенях видиконов, чувствительных в средней инфракрасной области спектра // Физика и техника полупроводников. 2005. Т. 39. №9. С. 1129-1131.

3. Несмелова И.М. Оптические свойства узкощелевых полупроводников. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1992. 158 с.

4. Dixon J.R., Ellis J.M. Optical properties of n-type indium arsenide in the fundamental absorption edge region // Physical Review. 1961. Vol. 123. No. 5. P. 1560.

5. Stern F. Proc. International Conf. on Semicond. Phys. // Calculation of optical absorption in III-V semiconductors. Prague. 1960. pp. 363-364.

6. Culpepper R.M., Dixon J.R. Free-Carrier Absorption in n-Type Indium Arsenide //Journ. of Opt. Soc. of Am. 1968. Vol. 58. No. 1. pp. 96-101.

7. Уханов Ю.И. Оптические свойства полупроводников. М. : Наука, 1977.

8. Kane Е.О. Band structure of indium antimonide // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 1957. Vol. 1. No. 4. pp. 249-261.

9. Vurgaftman I., Meyer J.R., and Ram-Mohan L.R. Band parameters for III-V compound semiconductors and their alloys // Journ. of Appl. Phys. 2001. Vol. 89. No. 11. pp. 5815-5875.

10. Nilsson H.A., Caroff P., Thelander C., Larsson M., Wagner J.B., Wernersson L.E., and Xu H.Q. Giant, level-dependent g factors in InSb nanowire quantum dots // Nano letters. 2009. Vol. 9. No. 9. pp. 3151-3156.

11.// Asahi Kasei Corporation: [сайт]. URL: http:/www/asahi-kaasei.co.jp

12. Ashley Т., Buckle L., Datta S., Emeny M.T., Hayes D.G., Hilton K.P., Jefferies R., Martin Т., Phillips T.J., Wallis D.J., Wilding P.J., and Chau R. Heterogeneous InSb quantum well transistors on silicon for ultra-high speed, low power logic applications // Electron. Lett. 2007. Vol. 43. P. 777.

13. Goldammer K.J., Chung S.J., Liu W.K., Santos M.B., Hicks J.L., Raymond S., and Murphy S.Q. High-mobility electron systems in remotely-doped InSb quantum wells // J. Cryst. Growth. 1999. Vol. 201/202. P. 753.

14. Orr J.M.S., Gilbertson A.M., Fearn M., Croad O.W., Storey C.J., Buckle L., and Ashley T. Electronic transport in modulation-doped InSb quantum well heterostructures // Physical Review B. 2008. Vol. 77. No. 16. P. 165334.

15. Debnath M.C., Mishima T.D., Santos M.B., Hossain K., and Holland O.W. Improved electron mobility in InSb epilayers and quantum wells on off-axis Ge (001) substrates. // Journal of Applied Physics. 2012. Vol. 111. No. 7. P. 073525.

16. Smith S.J., Nash G.R., Fearn M., Buckle L., Emeny M.T., and Ashley T. Photoluminescence from single InSb quantum wells // Applied physics letters. 2006. Vol. 88. No. 8. pp. 081909-081909.

17. Nash G.R., Mirza B.I. Efficiency droop in InSb/AlInSb quantum-well light-emitting diodes // Applied Physics Letters. 2013. Vol. 102. No. 1. P. 011127.

18. Nash G.R., Ashley T. Reduction in Shockley-Read-Hall generation-recombination in AllnSb light-emitting-diodes using spatial patterning of the depletion region // Applied Physics Letters. 2009. Vol. 94. No. 21. P. 213510.

19. Справочник по электротехническим материалам, под ред. Корицкого Ю.В., Пасынкова В.В., Тареева Б.М. 3-е изд. Т. 3. М.: Энергоатомиздат, 1988.

20. Landolt-Borstein. Numerical Data and Functional relationships in Science and Technology. N.Y.: Springer, 1982. 336, 612 pp.

21. Агаев Я., Бекмедова Н.Г. Некоторые оптические свойства твёрдых растворов системы AllnSb // Физика и техника полупроводников. 1971. Т. 5. С. 1523.

22. Isomura S., Prat F.G.D., and Woolley J.С. Electroreflectance Spectra of Alxlnl-xSb Alloys // Phys. Stat. Sol (b). 1974. Vol. 65. P. 213.

23. Adachi S. Properties of semiconductor alloys: group-IV, III-V and II-VI semiconductors. N.Y.: John Wiley & Sons, 2009.

24. Dai N., Brown F., Dozeema R.E., Chung S.J., Goldammer K.J., and Santos M.B. Determination of the concentration and temperature dependence of the fundamental energy gap in AlxInl-xSb // Appl. Phys. Lett. 1998. Vol. 73. pp. 3132-3134.

25. Пихтин A.H., Хегази X.X. Край собственного поглощения полупроводниковых твердых растворов с прямой структурой энергетических зон // Физика и техника полупроводников. 2009. Т. 43. № 10. С. 1301.

26. Иванов С.В., Соловьев В.А., Сорокин С.В. Полупроводниковые лазеры видимого и среднего ИК диапазона на основе наноструктур с квантовыми

точками // В кн.; «Нанотехнология: физика, процессы, диагностика, приборы». М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. С. 433-470.

27. Wagner J., Mann С., Rattunde М., and Weimann G. Infrared semiconductor lasers for sensing and diagnostics // Applied Physics A. 2004. Vol. 78. No. 4. pp. 505-512.

28. Krier A. Mid-infrared semiconductor optoelectronics. London: Springer, 2006. 615-631 c.

29. Bai Y., Slivken S., Darvish S.R., Haddadi A., Gokden В., and Razeghi M. High power broad area quantum cascade lasers // Applied Physics Letters. 2009. Vol. 95. No. 22. P. 221104.

30. Canedy C.L., Bewley W.W., Kim M., Kim C.S., Nolde J.A., Larrabee D.C., and Meyer J.R. High-temperature interband cascade lasers emitting at 3.6—4.3 pm // Applied physics letters. 2007. Vol. 90. No. 18. pp. 181120-181120.

31. Choi H.K., Eglash S.J., and Turner G.W. Double-heterostructure diode lasers emitting at 3 pm with a metastable GalnAsSb active layer and AlGaAsSb cladding layers // Applied physics letters. 1994. Vol. 64. No. 19. pp. 2474-2476.

32. Lin C., Grau M., Dier O., and Amann M.C. Low threshold room-temperature continuous-wave operation of 2.24-3.04 pm GalnAsSb/AlGaAsSb quantumwell lasers // Applied physics letters. 2004. Vol. 84. No. 25. pp. 5088-5090.

33. Choi H.K., Turner G.W., Manfra M.J., and Connors M.K. 175 К continuous wave operation of InAsSb/InAlAsSb quantum-well diode lasers emitting at 3.5 |Ш1 // Applied physics letters. 1996. Vol. 68. No. 21. pp. 2936-2938.

34. Kurtz S.R., Allerman A.A., and Biefeld R.M. Midinfrared lasers and light-emitting diodes with InAsSb/InAsP strained-layer superlattice active regions // Applied physics letters. 1997. Vol. 70. No. 24. pp. 3188-3190.

35. Lane В., Wu Z., Stein A., Diaz J., and Razeghi M. InAsSb/InAsP strained-layer superlattice injection lasers operating at 4.0 pm grown by metal-organic chemical vapor deposition // Applied physics letters. 1999. Vol. 74. No. 23. pp. 3438-3440.

36. Faist J., Capasso F., Sivco D.L., Sirtori C., Hutchinson A.L., and Cho A.Y. Quantum cascade laser // Science. 1994. Vol. 264. No. 5158. pp. 553-556.

37. Yu J.S., Evans A., Slivken S., Darvish S.R., and Razeghi M., "Temperature dependent characteristics of 3.8 pm room-temperature continuous-wave quantum-cascade lasers," I I Applied physics letters, Vol. 88, No. 25, 2006. pp. 251118-251118.

38. Ivanov S.V., Semenov A.N., Solov'ev V.A., Lyublinskaya O.G., Terent'ev Y.V., Meltser B.Y., and Kop'ev P.S. Molecular beam epitaxy of type II InSb/InAs nanostructures with InSb sub-monolayers // Journal of crystal growth. 2005. Vol. 278. No. l.P. 72.

39. Norman A.G., Mason N.J., Fisher M.J., Richardson J., Krier A., Walker P.J., and Booker G.R. // Inst. Phys. Conf. Ser. 1997. Vol. 137. P. 353.

40. Solov'ev V.A., Lyublinskaya O.G., Semenov A.N., Meltser B.Y., Solnyshkov D.D., Terent'ev Y.V., and Kop'ev P.S. Room-temperature 3.9-4.3 pm photoluminescence from InSb submonolayers grown by molecular beam epitaxy in an InAs matrix // Applied Physics Letters. 2005. Vol. 86. No. 1. P. 011109.

41. Lyublinskaya O.G., Solov'ev V.A., Semenov A.N., Meltser B.Y., Terent'ev Y.V., Prokopova L.A., Toropov A.A., Sitnikova A.A., Rykhova O.V., Ivanov S.V., Thonke K., and Sauer R. Temperature-dependent photoluminescence from type-II InSb/InAs quantum dots // J. Appl. Phys. 2006. Vol. 99. P. 093517.

42. Carrington P.J., Solov'ev V.A., Zhuang Q., Krier A., and Ivanov S.V. Room temperature midinfrared electroluminescence from InSb/InAs quantum dot light emitting diodes // Applied Physics Letters. 2008. Vol. 93. No. 9. P. 091101.

43. Solov'ev V.A., Sedova I.V., Lyublinskaya O.G., Semenov A.N., Mel'tser B.Y., Sorokin S.V., and Ivanov S.V. Midinfrared injection-pumped laser based on a I1I-V/II-VI hybrid heterostructure with submonolayer InSb insets // Technical physics letters. 2005. Vol. 31. No. 3. pp. 235-237.

44. Griffiths P.R., De Haseth J.A. Fourier Transform Infrared Spectrometry. Hoboken, New Jersey: Wiley & Sons, 2007.

45. Белл P.Д. Введение в фурье-спектроскопию. пер. с англ., М.: Мир, 1975.

46. Тонков М.В. Фурье-спектроскопия - максимум информации за минимум времени // Соросовский образовательный журнал. 2001. Т. 1. С. 83-88.

47. Spencer L.D., Naylor D.A. Optimization of FTS Phase Correction Parameters // In: Fourier Transform Spectroscopy (FTS). Optical Society of America, 2005. P. FTuD12.

48. Ю П., Кардона M. Основы физики полупроводников. 3-е изд. Пер. с англ. Под ред. Б.П. Захарчени. - М: Физматлит, 2002. 560 с.

49. Hosea T.J.C., Merrick М., and Murdin B.N. A new Fourier transform photo-modulation spectroscopic technique for narrow band-gap materials in the mid-to far-infra-red // physica status solidi (a). 2005. Vol. 202. No. 7. pp. 12331243.

50. Motyka M., S^k G., Misiewicz J., Bauer A., Dallner M., Hofling S., and Forchel A. Fourier transformed photoreflectance and photoluminescence of mid infrared GaSb-based type II quantum wells // Applied physics express. 2009. Vol. 2. No. 12. P. 126505.

51. Shao J., Lu W., Yue F., Lii X., Huang W., Li Z., and Chu J. Photoreflectance spectroscopy with a step-scan Fourier-transform infrared spectrometer: Technique and applications // Review of scientific instruments. 2007. Vol. 78. No. l.P. 013111.

52. Shao J., Chen L., Lu X., Lu W., He L., Guo S., and Chu J. Realization of photoreflectance spectroscopy in very-long wave infrared of up to 20 pm // Applied Physics Letters. 2009. Vol. 95. No. 4. pp. 041908-041908.

53. Hosea T.J.C. Estimating Critical-Point Parameters of Modulated Reflectance Spectra // physica status solidi (b). 1995. Vol. 189. No. 2. pp. 531-542.

54. Herres W., Gronholz J. Understanding FT IR data processing // Сотр. Appl. Lab.. 1984. Vol.4. P. 216.

55. Pikhtin A.N., Komkov O.S., and Bugge F. Effect of electric field on the probability of optical transitions in InGaAs/GaAs quantum wells observed by photo-and electroreflectance methods // physica status solidi (a). 2005. Vol. 202. No. 7. pp. 1270-1274.

56. Комков О.С., Пихтин А.Н., Жиляев Ю.В. Диагностика арсенида галлия методом фотоотражения // Известия Вузов. Материалы электронной техники. 2011. Т. 53. № 1. С. 45-48.

57. Gronholz J., Herres W. // Instruments and Computers. 1985. Vol. 3. pp. 10-16.

58. Mertz L. Transformations in Optics. New York: John Wiley and Sons, 1965.

59. Forman M.L., Steel W.H., and Vanasse G.A. Correction of asymmetric interferograms obtained in Fourier spectroscopy // Journ. of Opt. Soc. of Am. 1966. Vol. 56. No. l.pp. 59-61.

60. Hutson M.S., Braiman M.S. Direct phase correction of differential FT-IR spectra // Applied spectroscopy. 1998. Vol. 52. No. 7. pp. 974-984.

61. Фирсов Д.Д., Комков O.C. Фотомодуляционная ИК фурье-спектроскопия полупроводниковых структур: особенности фазовой коррекции и применение метода // Письма в ЖТФ. 2013. Т. 39. № 23. С. 87-94.

62. Littler C.L., Seiler D.G. Temperature dependence of the energy gap of InSb using nonlinear optical techniques // Applied Physics Letters. 1985. Vol. 46. No. 10. pp. 986-988.

63. Wei S.H., Zunger A. InAsSb/InAs: A type-I or a type-II band alignment // Physical Review B. 1995. Vol. 52. No. 16. P. 12039.

64. Семенов A.H., Люблинская О.Г., Соловьев B.A., Мельцер Б.Я., Иванов С.В. In situ исследование кинетики формирования КТ InSb в матрице InAs (Sb) // Физика и техника полупроводников. 2008. Т. 42. № 1.

65. Lacroix Y., Watkins S.P., Tran С.А., and Thewalt M.L.W. Sharp excitonic photoluminescence from epitaxial InAs // Applied physics letters. 1995. Vol. 66. No. 9. pp. 1101-1103.

66. Ledentsov N.N., Bohrer J., Beer M., Heinrichsdorff F., Grundmann M., Bimberg D., Ivanov S.V., Meltser B.Y., Yassievich I.N., Faleev N.N., et al. Radiative states in type-II GaSb/GaAs quantum wells // Phys. Rev. B. 1995. Vol. 52. P. 14058.

67. Соловьев B.A., Семенов A.H., Мельцер Б.Я., Мухин М.С., Терентьев Я.В., Фирсов Д.Д., Комков О.С., Иванов С.В. Оптические исследования наноструктур InSb/InAs, излучающих в среднем ИК диапазоне. // Сборник трудов III Симпозиума по когерентному оптическому излучению полупроводниковых соединений и структур, Москва, 28-30.11.2011. М.: ФИАН. 2012. С. 99-103.

68. Терентьев Я.В., Мухин М.С., Соловьев В.А., Семенов А.Н., Мельцер Б.Я., Усикова А.А., Иванов С.В. Исследование механизмов фото-и электролюминесценции в квантово-размерных гетероструктурах InSb/InAs // Физика и техника полупроводников. 2010. Т. 44. № 6. С. 1098-1103.

69. Eliseev P.G., Osinski М., Lee J., Sugahara Т., and Sakai S. Band-tail model and temperature-induced blue-shift in photoluminescence spectra of InxGal-xN grown on sapphire // Journal of Electronic Materials. 2000. Vol. 29. No. 3. pp. 332-341.

70. Alphandery E., Nicholas R.J., Mason N.J., Lyapin S.G., and Klipstein P.C. Photoluminescence of self-assembled InSb quantum dots grown on GaSb as a function of excitation power, temperature, and magnetic field // Physical Review B. 2002. Vol. 65. No. 11. P. 115.

71. Guha S., Cai Q., Chandrasekhar M., Chandrasekhar H.R., Kim H., Alvarenga

A.D., and Melloch M.R. Photoluminescence of short-period GaAs/AlAs superlattices: A hydrostatic pressure and temperature study // Physical Review

B. 1998. Vol. 58. No. 11. P. 7222.

72. Eliseev P.G. The red o2/kT spectral shift in partially disordered semiconductors // Journal of applied physics. 2003. Vol. 93. No. 9. pp. 5404-5415.

73. Varshni Y.P. Temperature dependence of the energy gap in semiconductors //

Physica. 1967. Vol. 34. No. 1. pp. 149-154.

74. Wang H., Ji Z.Q.S..W.G., Jiang Y., Liu В., and Mino H. Influence of excitation power and temperature on photoluminescence in InGaN/GaN multiple quantum wells // Optics express. 2012. Vol. 20. No. 4. pp. 3932-3940.

75. Ivanov S.V., Boudza A.A., Kutt R.N., Ledentsov N.N., Meltser B.Y., Ruvimov S.S., Shaposhnikov S.V., and Kop'ev P.S. Molecular beam epitaxial growth of InSb/GaAs(100) and InSb/Si(100) heteroepitaxial layers (thermodynamic analysis and characterization) // Journal of Crystal Growth, 1995, vol.156, pp. 191-205. 1995. Vol. 156. pp. 191-205.

76. Семенов A.H., Мельцер Б.Я., Соловьев B.A., Комиссарова Т.А., Ситникова А.А., Кириленко Д.А., Надточий A.M., Попова Т.В., Копьев П.С., Иванов С.В. Особенности молекулярно-пучковой эпитаксии и структурные свойства гетероструктур на основе AllnSb // Физика и техника полупроводников. 2011. Т. 45. № 10. С. 1379-1385.

77. Комков О.С., Семенов А.Н., Фирсов Д.Д., Мельцер Б.Я., Соловьев В.А., Попова Т.В., Пихтин А.Н., Иванов С.В. Оптические свойства эпитаксиальных слоев твердых растворов Alxlnl- xSb // Физика и техника полупроводников. 2011. Т. 45. № 11. С. 1481-1485.

78. Комков О.С., Фирсов Д.Д., Семенов А.Н., Мельцер Б.Я., Трошков С.И., Пихтин А.Н., Иванов С.В. Определение толщины и спектральной зависимости показателя преломления эпитаксиальных слоев Alxlnl xSb из спектров отражения // Физика и Техника Полупроводников. 2013. Т. 47. № 2. С. 264-269.

79. Matthews J.W., Blakeslee А.Е. Defects in epitaxial multilayers: I. Misfit dislocations // Journ. of Cryst. Growth. 1974. Vol. 27. pp. 118-125.

80. People R., Bean J.C. Calculation of critical layer thickness versus lattice mismatch for GexSil- x/Si strained-layer heterostructures // Applied Physics Letters. 1985. Vol. 47. No. 3. pp. 322-324.

81. Пихтин A.H., Яськов А.Д. Рефракция света в полупроводниках. Обзор. // Физика и техника полупроводников. 1988. Т. 22. № 6. С. 969.

82. Раков А.В. Спектрофотометрия тонкопленочных полупроводниковых структур. М.: Сов. Радио, 1975.

83. Gerber D.S., Maracas G.N. A Simple Method for Extraction of Multiple Quantum Well Absorption Coefficient from Reflectance and Transmittance Measurements // IEEE Journal of Quantum Electronics. 1993. Vol. 29. No. 10. pp. 2589-2595.

(i I ((

E 1

84. Комков O.C., Семенов A.H., Фирсов Д.Д., Пихтин А.Н., Иванов С.В. Труды 22-й Международной научно-технической конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения. // Оптические свойства гетеросистемы InSb/AlInSb/GaAs. - М.: ОАО «НПО «Орион». 2012. С. 124126.

85. Chakraborty Р.К., Singh L.J., and Ghatak K.P. Simple theory of the optical absorption coefficient in nonparabolic semiconductors // Journal of Applied Physics. 2004. Vol. 95. No. 10. pp. 5311-5315.

86. Joullie A., Girault В., Joullie A.M., and Zien-Eddine A. Determination of the five first interband transitions above the lowest indirect band gap of the aluminum antimonide // Physical Review B. 1982. Vol. 25. No. 12. P. 7830.

87. Батавин B.B., Концевой Ю.А., Федорович Ю.В. Измерение параметров полупроводниковых материалов и структур. М.: Радио и связь, 1985. 264 с.

88. Adachi S. Optical constants of crystalline and amorphous semiconductors. Boston: Kluwer Academic Publishers, 1999.

89. Holm R.T. Handbook of optical constants of solids. San Diego: Academic Press, 1998. 491 pp.

90. Adachi S. Physical properties of III-V semiconductor compounds. New York: Wiley, 1992.

91. Linnik M., Christou A. Calculations of optical properties for quaternary III-V semiconductor alloys in the transparent region and above (0.2-4.0 eV) // Physica B: Condensed Matter. 2002. Vol. 318. No. 2. pp. 140-161.

92. Пихтин A.H. Квантовая и оптическая электроника. Москва: Абрис, 2012.

93. Пихтин А.Н., Яськов А.Д. Дисперсия коэффициента преломления света в полупроводниковых растворах со структурой алмаза и цинковой обманки // Физика и техника полупроводников. 1978. Т. 12. № 6. С. 1047-1053.

94. Тарасов С.А., Пихтин А.Н. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы. СПб.: Изд. СПбГЭТУ, 2008. 95 с.

95. Пихтин А.Н. Квантовая и оптическая электроника. М.: Высшая школа, 2001. 573 с.

96. Moss T.S., Smith S.D., and Hawkins T.D.F. Absorption and dispersion of indium antimonide // Proceedings of the Physical Society. Section B. 1957. Vol. 70. No. 8. P. 776.

97. Philipp H.R., Ehrenreich H. Optical properties of semiconductors // Physical review. 1963. Vol. 129. No. 4. P. 1550.

98. Mironova M.S., Komkov O.S., Firsov D.D., and Glinskii G.F. Determination of InSb/AlInSb quantum well energy spectrum // IOP Journal of Physics: Conference Series. 2014.

99. Dai N., Khodaparast G.A., Brown F., Doezema R.E., Chung S.J., and Santos M.B. Band offset determination in the strained-layer InSb/Al x In 1-х Sb system // Applied Physics Letters, 76(26),. 2000. Vol. 76. No. 26. pp. 3905-3907.

100. Комков O.C., Фирсов Д.Д., Ковалишина Е.А., Петров А.С. Определение толщины автоэпитаксиальных слоев арсенида индия методом инфракрасной фурье-спектроскопии // Известия вузов. Материалы электронной техники. 2014. № 3.

101. Ковалишина Е.А., Нечаев Е.А., Петров А.С. Химико-механическая полировка подложек автоэпитаксиальных структур арсенида индия // Физика и химия обработки материалов. 2013. № 1. С. 47-51.

102. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. 2-е изд. пер. с англ., М.: Наука, 1973.

103. Шалимова К.В. Физика полупроводников. 2-е изд. М.: Энергия, 1976. 323 с.

104. Чижов З.В., Радченко Р.А., Таубкин И.И. Коэффициент поглощения электронного арсенида индия с различной степенью легирования // Физика и Техника Полупроводников. 1970. Т. 4. № 5. С. 935-937.

105. Комков О.С., Фирсов Д.Д., Ковалишина Е.А., Петров А.С. Спектральные характеристики поглощения в эпитаксиальных структурах на основе InAs при температурах 80 К и 300 К // Прикладная физика. 2014. № 4. С. 93-96.

106. Armstrong J.V., Farrell Т., Joyce T.B., Kightley P., Bullough T.J., and Goodhew P.J. Monitoring real-time CBE growth of GaAs and AlGaAs using dynamic optical reflectivity // Journal of crystal growth. 1992. Vol. 120. P. 84.

107. Soderstrom J.R., Yao J.Y., and Andersson T.G. Observation of resonant tunneling in InSb/AlInSb double-barrier structures // Appl. Phys. Lett.. 1991. Vol. 58. pp. 708-710.

108. Фирсов Д.Д., Комков О.С. 11 всерос. молод, конф. по физ. полупр. и наноструктур, полупров. опто- и наноэл.: тезисы докладов. //Исследование твердых растворов (Al, In)Sb методом фурье-спектроскопии. СПб. 2009. С. 22.

109. Худсон Д. Статистика для физиков. М.: Мир, 1970. 295 с.

110. Фирсов Д.Д., Комков О.С. 13-я научная молодежная школа по твердотельной электронике "Физика и технология микро- и наносистем": Тезисы докладов. // Особенности измерения инфракрасной

фотолюминесценции в диапазоне 0,8-16 мкм. СПб. 2010.

111. Ковтонюк Н.Ф., Мисник В.П., Соколов А.В. Видиконы, чувствительные в средней инфракрасной области спектра с фотомишенями на структурах полупроводник—диэлектрик // Прикладная физика. 2005. Т. 6. С. 134-140.

112. Грама Д.М., Петров А.С., Попов С.Д., Степанов P.M., Чилаева Е.В. Автоэпитаксиальные структуры арсенида индия для ИК ФПУ // Известия СПбГЭТУ. 2008. № 7. С. 13-18.

113. Bir G.L., Pikus G.E. Symmetry and strain induced effects in semiconductors. New York: Wiley, 1974.

114. Glinskii G.F., Mironova M.S. Inter-valley mixing in Si/Si02 heterostructures // Journal of Physics: Conference Series. 2013. Vol. 461. No. 1. P. 012040.

115. Glinskii G.F., Lakisov V.A., Dolmatov A.G., and Kravchenko K.O. Multiband coupling and electronic structure of short-period (GaAs) N/(AlAs) N (001) superlattices //Nanotechnology. 2000. Vol. 11. No. 4. P. 233.

116. Firsov D.D., Komkov O.S. Photomodulation Fourier transform infrared spectroscopy of narrow-gap semiconductor structures // Proceedings of 22nd International Symposium "Nanostructures: physics and technology". Saint-Petersburg. 2014.

117. Komkov O.S., Firsov D.D., Pikhtin A.N., Semenov A.N., Meltzer B.Y., Solov'ev V.A., and Ivanov S.V. Molecular Beam Epitaxy Growth and Optical Characterization of AlxInl-xSb/GaAs Heterostructures // American Institute of Physics Conference Proceedings. 2011. Vol. 1416. pp. 184-187.

118. Комков O.C., Фирсов Д.Д., Ковалишина Е.А., Петров А.С. Материалы в трудах 23-й Международной научно-технической конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения // Спектральные характеристики фотоприёмников на основе InAs в температурном интервале 80-300 К. М. 2014. С. 240-242.