Исследование полярных оптических фононов в слоистых гетероструктурах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Панькин Дмитрий Васильевич

• Панькин Дмитрий Васильевич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Панькин Дмитрий Васильевич

Содержание

Введение

Глава 1. Слоистые гетероструктуры

1.1 Свойства и применения слоистых гетероструктур

1.2 Выводы к главе

Глава 2. Экспериментальные исследования слоистых гетероструктур методом спектроскопии комбинационного рассеяния света

2.1 Обзор экспериментальных исследований спектров комбинационного рассеяния света в слоистых гетероструктурах

2.2 Описание установки и экспериментальной методики регистрации спектров комбинационного рассеяния света

2.3 Выводы к главе

Глава 3. Методы интерпретации и моделирования спектров комбинационного рассеяния света гетероструктур

3.1 Дискретный подход

3.2 Континуальные модели

3.2.1 Модель упругого континуума

3.2.2 Модель механического континуума

3.2.3 Модель диэлектрического континуума

3.3 Выводы к главе

Глава 4. Общие свойства решений уравнений модели диэлектрического континуума для плоских гетероструктур

4.1 Применение модели диэлектрического континуума к планарной слоистой гетероструктуре

4.1.1 Модельные структуры

4.1.2 Проивольная планарная гетероструктура

4.2 Свойство

4.3 Свойство

4.4 Выводы к главе

Глава 5. Модель диэлектрического континуума: полярные фононы в слоистых гетероструктурах из изотропных материалов

5.1 Изолированный гетеропереход

5.2 Одиночная квантовая яма

5.3 Сверхрешетки

5.4 Выводы к главе

Глава 6. Модель диэлектрического континуума: полярные фононы в слоистых гетероструктурах из анизотропных материалов

6.1 Изолированный гетеропереход из анизотропных материалов

6.2 Одиночная квантовая яма из анизотропных материалов

6.3 Сверхрешетки из анизотропных материалов

6.4 Применение модели диэлектрического континуума к тонкослойным вюрцитным сверхрешеткам GaN/AlN

6.5 О возможности определения периода сверхрешеток GaN/AlN по расщеплению делокализованных мод

6.6 Выводы к главе

Глава 7. Влияние упругих деформаций на частоты делокализованных оптических фононов в сверхрешетках GaN/AlN

7.1 Упругие деформации слоев в вюрцитных сверхрешетках GaN/AlN

7.2 Выводы к главе

Глава 8. Влияние буферных слоев на частоты делокализованных оптических фононов

8.1 Случай вюрцитных множественных квантовых ям GaN/AlN

8.2 Выводы к главе

Глава 9. Влияние размытости интерфейсов на частоты делокализованных оптических фононов

9.1 Случай вюрцитных сверхрешеток GaN/AlN

9.2 Выводы к главе

Основные результаты и выводы

Список использованной литературы

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование полярных оптических фононов в слоистых гетероструктурах»

Актуальность исследования.

В настоящее время слоистые гетероструктуры широко используются в качестве ключевых элементов разных оптоэлектронных приборов. В частности, они применяются в лазерной технике, способной работать в терагерцевом диапазоне, а так же для регистрации инфракрасного (ИК) излучения в окнах атмосферной прозрачности. Устройства со слоистыми гетероструктурами на межподзонных переходах, работающие в ИК-области, нашли применение в качестве газовых детекторов, индикаторов открытого горения, детектирования военных целей, излучающих в ИК-диапазоне, и в астрономии. К перспективным областям применения слоистых гетероструктур относятся телекоммуникация в области частот, соответствующих атмосферным окнам прозрачности, неинвазивная диагностика заболеваний (например, по степени нагрева и по концентрации выдыхаемых человеком газов), ведение медицинских операций с применением ИК-видения, разработка телеметрических систем с высоким температурным разрешением. Одними из важнейших технических характеристик, которые необходимы для работы таких приборов, являются компактность и возможность работы при комнатных рабочих температурах. Решение данных задач включает и разработка новых типов материалов.

Широкому применению гетероструктур способствовали следующие факторы: развитие методов роста (таких как молекулярно пучковая эпитаксия (МПЭ) и газофазная эпитаксия из металл-органических соединений (ГФЭМОС), совершенствование экспериментальных методов исследования выращенных структур (детектирующей аппаратуры, источников излучения, оптических материалов и т.д.), развитие теоретических методов исследования (квантовомеханических и полуклассических модельных подходов).

К числу перспективных материалов для создания оптоэлектронных приборов относятся нитридные полупроводники типа А3В5. Среди них

особое место занимает пара материалов ОаК и АШ. Удачное сочетание ширин запрещенных зон в данных материалах позволяет создавать гетероструктуры, работающие в диапазоне от ИК (гетероструктуры на межподзонных перехода) до сине-зеленой и ультрафиолетовой (УФ) областей (для гетероструктур на междузонных переходах). Большие энергии фононов в нитридных материалах (по сравнению с гетероструктурами на базе арсенидных материалов) значительно понижают вероятность рассеяния носителей на продольных оптических фононах. Большие ширины запрещенных зон позволяют использовать данные материалы в устройствах, работающих при высоких напряжениях и температурах.

Данные материалы уже находят применение в светоизлучающих светодиодах и лазерах. Тем не менее, существуют трудности технологического характера. Одной из главных проблем при росте нитридных гетероструктур является существенное рассогласование постоянных решеток самих нитридных материалов и материалов, используемых в качестве подложек. Релаксация напряжений приводит к росту структур с дислокациями и остаточными деформациями в слоях. Поиск условий роста с минимально дефектной структурой требует подбора соответствующих условий роста, который невозможен без анализа структур выращенных образцов. Методом, чувствительным к особенностям выращенных структур, может служить спектроскопия комбинационного рассеяния света (КРС). Она зарекомендовала себя в качестве чувствительного, бесконтактного, точного и неразрушающего метода анализа как структуры объемных материалов, так и структур с пониженной размерностью, например, квантовых ям и сверхрешеток, квантовых нитей, квантовых точек и др.

Частоты и интенсивности спектральных линий, наблюдаемых в спектрах КРС, содержат богатую информацию о структуре образца, о характере межатомных и электрон-фононных взаимодействий. Однако, эффективное использование этой информации возможно лишь при наличии схемы

отнесения наблюдаемых в спектре линий конкретным типам колебаний тех или иных структурных фрагментов. Такое отнесение может быть установлено только при сопоставлении экспериментальных данных с результатами расчетов по динамике решетки. Особенности строения полупроводниковых гетероструктур (низкая симметрия, большое число атомов) исключают возможность использования подходов, используемых в исследованиях объемных кристаллов, основанных либо на классических моделях с эмпирическими потенциалами межатомных взаимодействий, либо на квантово-механических расчетах из первых принципов. Поэтому в теоретических исследованиях фононов в гетероструктурах широкое применение нашли континуальные модели, в которых области однородности, заполненные различными полупроводниковыми материалами, рассматриваются в приближении сплошной среды. В применении к оптическим полярным фононам такой подход называют моделью диэлектрического континуума (МДК). В целом ряде работ этот подход успешно применялся для моделирования фононных состояний в разнообразных гетероструктурах. Однако, многие важные аспекты колебательной динамики слоистых гетероструктур до сих пор остались неизученными.

В данной работе показано, что подход, основанный на применении МДК, можно успешно применять для оценки влияния разных структурных факторов на частоты фононов и, таким образом, установить практически важные корреляции «структура-спектр» для ряда слоистых гетероструктур состава ОаЫ/АМ

Цели и задачи работы.

В рамках данной работы ставилась задача изучения влияния структурных факторов на спектры полярных оптических фононов в слоистых гетероструктурах. В качестве объекта исследования были выбраны такие практически важные структуры как множественные квантовые ямы (МКЯ) и

сверхрешетки (СР). В качестве экспериментального метода регистрации полярных оптических фононов была выбрана спектроскопия КРС, а для теоретического описания данного типа фононов выбрана МДК. Среди структурных факторов, влияющих на частоты полярных оптических фононов в слоистых гетероструктурах, в рамках данной работы были выделены следующие:

1) соотношение толщин слоев, образующих бинарную СР

2) общая длина периода СР,

3) упругие деформации в слоях СР,

4) влияние буферных слоев,

5) диффузия атомов на гетероинтерфейсах.

Помимо исследования роли различных структурных факторов, целью работы был общий анализ решений уравнений МДК и вывод соотношений, значительно облегчающих процедуру расчета.

Для достижения поставленных целей в данной работе были решены следующие задачи:

1) изучить влияние соотношения толщин слоев на спектры полярных оптических фононов в СР,

2) изучить влияние периода СР на поведение полярных оптических фононов в широком диапазоне толщин слоев,

3) оценить возникающие деформации и их влияние на частоты полярных оптических фононов,

4) оценить влияние буферных слоев на частоты полярных оптических фононов в МКЯ, и изучить поведение фононного спектра при постепенном увеличении числа слоев, то есть при переходе МКЯ в СР,

5) оценить влияние диффузии атомов и модернизировать модель для возможности учета несовершенства гетерограниц,

6) определить степень влияния приведенных факторов на различные типы мод и сделать вывод о чувствительности различных фононных мод и

соответствующих спектральных линий для оценки геометрических особенностей выращенной гетероструктуры.

Научная новизна

1) Выведены новые соотношения, определяющие общие свойства решений уравнений МДК для произвольной слоистой гетероструктуры;

2) Установлена зависимость между частотами полярных фононов и соотношением толщин слоев в бинарных гетероструктурурах;

3) Получены численные оценки влияния упругих деформаций материалов слоев на частоты полярных оптических фононов;

4) Предложен новый метод учета влияния буферных слоев на частоты полярных оптических фононов в СР и МКЯ;

5) Предложена новая модель учета диффузии атомов на плоской гетерогранице.

Практическая значимость.

Показана перспективность анализа спектров КРС в области полярных оптических фононов для определения и количественной оценки геометрических особенностей выращенных СР и МКЯ. Показано, что частотное положение спектральных линий и их интенсивности несут важную информацию о толщинах слоев, их числе, качестве интерфейсов и наличии и величине упругих напряжений. Полученные в работе количественные корреляции позволяют из наблюдаемых спектров КРС получать количественные оценки важных структурных характеристик слоистых гетероструктур, таких как толщины слоев, степень размытости интерфейса и величины упругих деформаций. Установленные в работе общие свойства решений уравнений МДК позволяют значительно упростить процедуру расчёта частот нормальных колебаний.

Основные положения, выносимые на защиту.

1) Общим свойством пространственного распределения поляризации, индуцированной полярными интерфейсными фононами в произвольной плоской гетероструктуре, является равенство нулю средних вдоль направления перпендикулрного плоскости интерфейса значений продольной компоненты напряженности электрического поля и поперечной компоненты вектора смещения. Использование этих положений значительно упрощает процедуру решения уравнений, описывающих в приближении диэлектрического континуума спектр полярных фононов в произвольной плоской гетероструктуре.

2) Упругие деформации, возникающие в слоях СР GaN/AlN из-за рассогласования параметров кристаллической структуры, слабо влияют на частоты полярных оптических мод симметрии А(ТО) и Е(ЬО), в которых смещения атомов в соседних слоях синфазны, и сильно влияют на моды с антифазными атомными смещениями. Первый результат оправдывает использование спектральных линий синфазных мод для определения соотношения толщин слоев в исследуемой структуре. Второй результат позволяет использовать линии антифазных мод для оценки величины упругих деформаций.

3) Предложен способ модификации МДК, позволяющий учесть влияние буферного слоя на фононный спектр слоистой гетероструктуры. Показано, что в случае МКЯ с полубесконечными буферными слоями частотный диапазон полярных оптических фононов совпадает с частотным диапазоном, характерным для ОКЯ.

4) Наличие интерфейсных слоев конечной толщины приводит к появлению дополнительных фононных мод, активных в спектрах КР.

Частоты этих новых спектральных линий содержат информацию, позволяющую оценить относительную толщину интерфейсных слоев.

5) Частоты полярных оптических мод симметрии А(ТО) и E(LO), соответствующих интенсивным линиям в спектрах КР сверхрешеток GaN/AlN, сильно зависят от отношения толщин слоев. Эти зависимости меняются при вариации длины периода сверхструктуры, что позволяет из анализа частотного распределения линий КР получить количественную оценку не только отношения толщин слоев, но и длины полного периода СР.

Апробация работы.

Результаты работы были доложены на следующих конференциях:

1) M. B. Smimov, D. V. Pankin. Polar phonons and Raman spectra of the long period nitride-based superlattices, Proceedings - 20th International Symposium "Nanostructures: physics and technology", Saint-Petersburg, Nizhny Novgorod, 2012, Р. 47-48.

2) M. B. Smirnov, D. V. Pankin. Polar phonons and Raman spectra in the III-V multiple quantum wells and superlattices, Proceedings - 21th International Symposium "Nanostructures: physics and technology" , Saint-Petersburg, Russia, 2013, P. 172-173.

3) D. V. Pankin. Theoretical investigation of manifestation of polar optical phonons in Raman spectra of short-period strained GaN/AlN superlattices, International student conference "Science and progress", Saint-Petersburg, Russia, 2014, P. 82.

4) Д. В. Панькин. Исследование вкладов полярных оптических фононов в спектры комбинационного рассеяния света для напряженных короткопериодных сверхрешеток GaN/AlN, XVI Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике, Санкт-Петербург, Россия, 2014, C. 56.

5) Д. В. Панькин, М. Б. Смирнов. Влияние механического напряжения на частоты полярных оптических фононов в короткопериодных сверхрешетках GaN/AlN, 1-ая междисциплинарная конференция «Современные решения для исследования природных, синтетических и биологических материалов», C. 76, 2014

6) Д. В. Панькин, М. Б. Смирнов. Полярные оптические фононы в четырехслойной нитридной сверхрешетке Al05Ga0.5N/GaN/Al0.5Ga05N/AlN, 10-я Всероссийская конференция Нитриды галлия, индия и алюминия: структуры и приборы, Санкт-Петербург, Россия, 2015, C. 95-96.

7) Д. В. Панькин. Исследование полярных оптических фононов в множественных квантовых ямах с слоями GaN и AlN при переходе от одиночной квантовой ямы к сверхрешетке, XVI Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике, Санкт-Петербург, Россия, 2015, C. 56.

8) Д. В. Панькин, М. Б. Смирнов. Моделирование спектров полярных оптических фононов множественных квантовых ям и сверхрешеток GaN/AlN, 18 всероссийская молодёжной конференции ФизикА.СПб, Санкт-Петербург, Россия, 2015, C. 168-169.

9) D. V. Pankin, M.B. Smirnov. Influence of AlN/GaN superlattice period on frequency of polar optical modes, 3rd International School and Conference "Saint-Petersburg OPEN 2016", Saint-Petersburg, Russia, 2016, P. 439.

10) D.V. Pankin, M.B. Smirnov. Impact of elastic strain on frequencies of delocalized polar phonons in AlN/GaN superlattices, V International Scientific Conference STRANN 2016, Saint-Petersburg, Russia, 2016, P. 244-246.

Публикации и личный вклад автора

По результатам работы было опубликовано 4 статьи в журналах, входящих в список ВАК, в том числе 3 из них индексируются в

международной базе Scopus. Личный вклад автора заключался в том, что им были предложены все изложенные в работе теоретические подходы и проведено компьютерное моделирование фононных состояний в различных гетероструктурах. Автор также участвовал в обсуждении полученных результатов и проводил эксперименты по комбинационному рассеянию света.

Структура и объем диссертации.

В разделе «Введение» кратко излагается актуальность направления исследования в рамках данной тематики, научная и практическая ценность исследования СР и полярных оптических фононов в них, рассматривается ряд факторов, влияющих на их поведение, формулируется круг основных задач, обосновывается причина выбора теоретических и экспериментальных методов решения поставленных задач.

В главе 1 демонстрируется прикладная важность исследования слоистых гетероструктур, приводится обзор работ в этом направлении. Обсуждается круг проблем, связанных с ростом и диагностикой нитридных гетероструктур.

В главе 2 подчеркивается актуальность исследования фононов в гетероструктурах. Приводятся доводы, поясняющие важность исследования полярных оптических фононов методами спектроскопии КРС. Сделан краткий обзор экспериментальных работ в данном направлении.

В главе 3 приведен обзор теоретических подходов, применяемых для расчета частот фононов и интерпретации экспериментальных спектров КРС.

В главе 4 изложены основы модели диэлектрического континуума в применении к слоистым гетероструктурам. Сделан анализ общих свойств решений уравнений данной модели.

В главе 5 рассмотрены спектры интерфейсных фононов в изотропных слоистых гетероструктурах и их зависимость от структурных особенностей образца. Обсуждается возможность выделения материального

(индивидуальные свойства материалов слоев) и структурного (толщины слоев) факторов. Обсуждается поведение фононных состояний в различных предельных случаях: переход от ИГ к МКЯ и от МКЯ к СР.

В главе 6 на примере гетероструктур ОаЫ/АШ рассматриваются спектры полярных фононов в гетероструктурах, построенных из одноосно анизотропных материалов. Обсуждается вопрос о смешивании интерфейсных и квазиконфайнментных мод при увеличении толщин слоев.

В главе 7 рассмотрено влияние упругих деформаций, возникающих в материалах слоев при росте гетероструктуры, на частоты полярных оптических фононов в СР ОаЫ/АШ. Полученные теоретические данные сравниваются с имеющимися экспериментальными результатами, на основании чего делается вывод о перспективности исследований различных типов полярных оптических фононов для оценки соотношения толщин слоев и деформаций в слоях.

В главе 8 обсуждается влияние буферных слоев на частоты полярных оптических фононов в структурах с МКЯ и СР. Приводится способ соответствующей модификации уравнений МДК. Приводятся результаты численного моделирования для гетероструктур ОаЫ/АШ из изотропных и анизотропных материалов (для сфалеритных и вюрцитных модификаций).

В главе 9 рассмотрена возможность усовершенствования МДК, с помощью которого можно учесть влияние на фононный спектр размытости интерфейсов. Исследован вопрос о чувствительности разных типов фононных состояний к соотношению толщин слоев СР и к толщине размытого интерфейса.

В главе «Заключение» приведены основные выводы, полученные по результатам данной работы.

Диссертация состоит из введения, девяти глав, выводов и списка использованной литературы. Общий объем составляет 161 страницы, включая 38 рисунков, 9 таблиц, список цитируемой литературы содержит 134 наименований.

Глава 1 Слоистые гетероструктуры

1.2 Свойства и применения слоистых гетероструктур.

В настоящий момент полупроводниковые слоистые гетероструктуры являются ключевыми элементами существующих и проектируемых оптоэлектронных приборов [1, 2]. Без слоистых гетероструктур трудно представить себе развитие лазерной техники. Диодные лазеры с конструкцией типа двойной гетероструктуры (ДГС), первые образцы которых появились в 60х гг. XX века, в настоящее время используются даже в бытовых приборах, таких как, лазерные принтеры, проигрыватели компьютерных дисков, и средства оптоволоконной коммуникации [1, 3]. Следующим этапом развития идеи ДГС-лазера стала замена активной области гетероструктурой с множественными квантовыми ямами (МКЯ), что позволило варьировать длину излучения путем изменения ширины квантовой ямы [2]. Первый лазер на МКЯ был создан в 1974 г. и продемонстрирован в 1975 г. В данных типах лазеров использована идея генерации излучения путем рекомбинации электронов из зоны проводимости и дырок из валентной зоны. Качественно новая идея, предложенная Р. Ф. Казариновым и Р. А. Сурисом в 1971 г.[4] и реализованная на практике в 1994 г. [3], состояла в генерации излучения за счет межподзонных электронных переходов с токовой накачкой, что привело к созданию квантово-каскадных лазеров (К-КЛ).

Первые К-КЛ могли работать лишь при низких температурах, и в диапазоне единиц микрометров (мкм). Поворотным моментом истории развития этого направления стало появление в 2001 г. К-КЛ, работающего в терагерцевом (ТГц) диапазоне 1.2-4.9 ТГц (что соответствует длинам волн 60-250 мкм) [5] при температурах Т<180 К.

В настоящее время в конструкции К-КЛ используются гетероструктуры на базе соединений АзB5 и их твердые растворы, такие как, например, GaAs/AlхGa1-xAs, AlxIn1-xAs/GazIn1-zAs, InAs/AlSb, 1п^аь^Лп^а1-уР, 1п^аь

хАв/А1Ав [6], что позволяет покрыть диапазон от 2 до 300 мкм [7]. К-КЛ с возможностью перестройки частоты, способные работать при комнатных температурах, рассматриваются как весьма перспективные устройства с точки зрения их использования в окнах прозрачности для атмосферы 3-5 и 813 мкм [5, 8] в самых разных областях: телекоммуникационных [6], военных, медицинских областях [8], а так же во всевозможных системах, контролирующих концентрацию газов.

При последовательном увеличении числа слоев МКЯ превращается в СР. Особенностью СР является искусственно созданная периодичность вдоль одного из направлений [9]. Характерный период СР существенно превышает период кристаллической решетки, что приводит к качественно новым свойствам носителей заряда и фононов по сравнению с объемными материалами. Эти свойства СР используют при разработке новых оптоэлектронных устройств. Первоначальной мотивацией к созданию полупроводниковых СР послужило предсказание отрицательного дифференциального сопротивления [10]. Идея искусственного созданния пространственно-периодических полей, которые могут влиять на электронный спектр кристалла, была впервые высказана В.Л. Келдышем в 1962 г. В качестве такого периодического потенциала выступала стоячая ультразвуковая волна [11]. Другим подходом к созданию СР является модуляция за счет легирования и композиционная модуляция. Идея создания СР с модуляцией состава была впервые предложена Лео Есаки и Рафаэлем Тсу в 1969-1970 гг. [12]. Изучение таких структур показало, что в них присутствуют новые свойства, отсутствующие в объемных полупроводниках, вследствие эффектов размерного квантования, как для носителей заряда, так и для фононов.

Развитие технологий роста, прежде всего МПЭ, позволило создавать гетероструктуры с различным составом и толщинами слоев. Их полная классификация может быть найдена в [10]. Согласно этой схеме СР можно разделить на две большие группы: монокристаллические и аморфные. В свою

очередь кристаллические СР делятся на композиционные (с модуляцией состава), легированные и легированные композиционные СР. В данной работе исследуются композиционные СР. В зависимости от строения электронных зон относительно уровня вакуума, выращиваемые СР можно разделить на три большие группы:

1) СР первого типа (скачок разрывов валентной зоны и зоны проводимости при переходе через гетероинтерфейс имеет разные знаки. В качестве примеров можно привести СР GaAs/AlxGa1-xAs, GaN/AlN и т.д. В таких структурах узкозонный слой оказывается зажатым между широкозонной компонентой. Вследствие такого расположения зон носители заряда - электроны и дырки, оказываются локализованными в одном слое, а широкозонная компонента выступает в качестве потенциального барьера, препятствующего их движению в направлении модуляции,

2) СР второго типа (скачок разрывов валентной зоны и зоны проводимости при переходе через гетероинтерфейс имеет одинаковые знаки. В качестве примера можно привести СР InAs/In1-xAsxSb и InAs/In1-xGaxSb и т.д.; в таких структурах минимальные энергии для носителей заряда оказываются в разных слоях; при этом носители заряда оказываются пространственно разделенными).

3) СР третьего типа (к данной группе можно отнести структуры, состоящие из более чем трех типов слоев, либо имеющие более сложное строение валентной зоны и зоны проводимости вдоль направления модуляции).

Исследование свойств в таких структурах из-за наличия периодической модуляции привело к открытию качественно новых явлений для носителей заряда и для фононов, которые отсутствуют в объемных веществах и появляются лишь в искусственно созданных наноструктурах.

Идея использования МКЯ и СР для детектирования ИК излучения была предложена в 1977 г. в работах [13, 14]. Принцип работы ИК-детекторов на

квантовых ямах (ИКДКЯ, англоязычный эквивалент Quantum Well Infra-red Photodetector - QWIP), основан на переходах внутри уровней зоны, переходах уровень-континуум, переходах уровень-квазиуровень (уровень на границе с континуумом) и уровень - минизона в СР [15, 16]. В устройствах на ИКДКЯ (QWIP) под действием света происходит изменение фотопроводимости, которое и измеряется.

К достоинствам ИКДКЯ можно отнести следующее:

1) широкий спектральный диапазон работы при подборе соответствующей конструкции слоев (основанной на свойствах материала (ширинах запрещенных зон, строении зон, эффективных массах и т.д.) и ширинах соответствующих слоев) и соответственно образующихся энергетических уровнях в структуре,

2) высокая однородность выращенных массивов гетероструктур в детекторах и отлаженность технологии роста прежде всего для гетероструктур GaAs/Al1-xGaxAs, позволяющая выращивать достаточно крупные однородные массивы,

3) возможность создания многоцветных детекторов (возможность разделения диапазонов излучения и сопоставления им цвета) [15].

В качестве материалов для создания устройств ИКДКЯ рассматриваются полупроводники типа А3В5 и их твердые растворы. В качестве примера, к числу гетеросистем, перспективных для ИКДКЯ можно отнести GaAs/Al1-xGaxAs, GaAs/Al1-xInxP, In1-xGaxAs/In1-yAlyAs, InxGa1-xAsyP1-y, In1-xGax,As/GaAs [16], СР типа 2 на базе напряженных InAs/In1-xAsxSb и InAs/In1-xGaxSb [15]. Круг применения существующих ИКДКЯ довольно широк и включает как гражданские, так и военные задачи. Примеры использование ИКДКЯ в гражданской сфере можно найти в работах [15, 16]. В качестве примеров можно привести следующие: использование в качестве датчиков огня (вне зависимости от дыма), исследование процессов в областях вулканологии и астрономии, исследование процессов в технике (например, распределения нагрева в деталях двигателя), использование для клинических

телетермометрических исследований в медицине с высоким температурным разрешением, использование в телекоммуникациях. Одними из главных недостатков существующих детекторов на данный момент являются то, что достижение высокой чувствительности требует охлаждения до температур ~70 К и ниже (из-за темновых токов [17]), а так же относительная сложность в разработке и производстве, поскольку выращивание качественных однородных массивов происходит с использованием техники МПЭ и требует относительно большого числа слоев. В качестве аналогов данному типу предлагаются устройства, работающие на фотовольтаическом принципе -квантово-каскадные ИК детекторы (ККИКД) [17]. В качестве гетероструктур для ККИКД рассматриваются системы GaAs/AlxGa1-xAs, InxGa1-xAs/InyAl1-yAs, InxGa1-xAs/AlyAs1-ySb и нитридные гетероструктуры, такие как, например, AlN/GaN, AlxInl-xN/GaN, GaN/AlxGal-xN [18, 19, 20].

Из нитридных соединений следует особо отметить материалы GaN и AlN. Они считаются наиболее перспективными для устройств оптоэлектроники и в последнее время активно изучаются. Большие ширины запрещенных зон при комнатной температуре: 3.4 эВ для вюрцитного GaN [21] (3.2 эВ для сфалеритного [22]) и 6.1 эВ для вюрцитного AlN [23] (5.3 еУ для сфалеритного [24]) позволяют использовать эти материалы при создании устройств, работающих в сине-зеленой и ультрафиолетовой (УФ) области [25, 26], при высоких температурах и напряжениях [27, 28]. Кроме того, предполагается, что более высокие значения энергии фононов в нитридных гетероструктурах по сравнению с арсенидными позволяют добиться более высоких рабочих температур К-КЛ в связи с подавлением рассеяния термоэлектронов на оптических фононах в верхних по энергии состояниях лазера, что считается основным фактором деградации в К-КЛ на базе GaAs/Al1-xGaxAs [20, 29]. Как и в случае арсенидных, в нитридных гетероструктурах исследуются межподзонные переходы с целью их применения в ИК-детекторах. Данное направление исследования было освещено в статьях [2, 19, 20, 30, 31, 32]. Результатом систематических

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Панькин Дмитрий Васильевич, 2018 год

Список используемой литературы

1. Alferov Zh. Double heterostructure lasers: early days and future perspectives// IEEE Journal On Selected Topics In Quantum Electronics IEEE Publishing, 2000. Vol. 6, №6. P. 832 - 840.

2. Gmachl C. et al. Recent progress in quantum cascade lasers and applications// Rep. Prog. Phys. Institute of Physics Publishing, 2001. Vol. 64. P. 1533 -1601.

3. Zory P. S. Jr. Quantum well lasers, Academic press. San Diego. USA. 1993. P. 504.

4. Kazarinov R.F., Suris R.A. Possibility of the amplification of electromagnetic waves in a semiconductor with a superlattice// Sov. Phys. Semiconductors. 1971. №5. P. 707-709.

5. Jérôme F. Quantum Cascade Lasers. Oxford University Press. Oxford. United Kingdom. 2013. P. 305.

6. Волков В. Г. Квантово-каскадные лазеры и их применение в системах обеспечения безопасности и связи// Системы управления, связи и безопасности: электрон. науч. журн. 2016. №. 1. С. 10-41. URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-01/02-Volkov.pdf (дата обращения: 05.02.2017)

7. Renk K.F. Basics of Laser Physics: For Students of Science and Engineering, Graduate Texts in Physics. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. Berlin. Germany. 2012. P. 617.

8. Razeghi M. et al. Recent advances in mid infrared (3-5^m) Quantum Cascade Lasers// Optical materials express. 2013. Vol. 3. №. 11. P. 1872 - 1884.

9. Yu P Y., Cardona M. Fundamentals of semiconductors. Physics and Materials

rH

properties. 3 edition. Springer-Verlag. Berlin. Germany. 2002. P. 617.

10. Херман М. Полупроводниковые сверхрешетки. пер. с англ. Мир. Москва. 1989. С. 240.

11. Келдыш Л.В., О влиянии ультразвука на электронный спектр кристалла// Физика Твердого Тела 1962, Т. 4 Вып. 8. С. 2265 - 2267.

12. Bhattacharya P. K., Bhattacharya P. Properties of III-V quantum wells and superlattices. INSPEC, Institution of electrical engineers, London, 1996. P. 420.

13. Esaki, L., and Sakaki, H. IBM Tech. Disc. Bull, 1977. Vol.20. P. 2456.

14. Sai-Halasz G. A. et al. A new semiconductor superlattice// Appl. Phys. Lett. 1977. Vol. 30, № 12. P. 651 - 653.

15. A. Rogalski, Quantum well photoconductors in infrared detector technology// J. Appl. Phys. 2003. Vol. 93. No. 8. P. 4355-4391.

16. Gunapala S. D. and Bandara S . V. Semiconductors and semimetals. Vol . 62, chapter 4, Quantum Well Infrared Photodetector (QWIP) Focal Plane Arrays. Academic Press. San Diego. USA. 2000. P. 197-282.

17. Downs C. et al. Progress in Infrared Photodetectors Since 2000// Sensors 2013. Vol. 13. P. 5054 - 5098.

18. Vardi A. et al. High-speed operation of GaN/AlGaN quantum cascade detectors at X~1.55^m// Appl. Phys. Lett. AIP Publishing 2008. Vol. 93. №193509. P. 1 - 3.

19. Giorgetta F.R. et al. High frequency (f=2.37 GHz) room temperature operation of 1.55 ^m AlN/GaN-based intersubband detector//Electronics Letters. The Institution of Engineering and Technology 2007. Vol. 43. №3. P. 185 - 187.

20. Edmunds C. et al. Near-Infrared Absorption in Lattice-Matched AlInN/GaN and Strained AlGaN/GaN Heterostructures Grown by MBE on Low-Defect GaN Substrates// Journal of Electronic Materials. Springer. 2012. Vol. 41. №3. P. 881-886.

21. Monemar B., Fundamental energy gap of GaN from photoluminescence excitation spectra// Phys. Rev. B. 1974. Vol.10. №2. P. 676 - 681.

22. Ramírez-Flores G. Temperature-dependent optical band gap of the metastable zinc-blende structure p-GaN// Phys. Rev. B. 1994. Vol. 50. №12. P. 8433 -8436.

23. Li J. et al. Band structure and fundamental optical transitions in wurtzite AlN// Appl. Phys. Lett. 2003. Vol. 83. №25. P. 5163 - 5165.

24. Thompson M. P. et al. Deposition factors and band gap of zinc-blende AlN//J. Appl. Phys. 2001. Vol. 89. №6. P. 3331 - 3336.

25. Ponce F.A., Bour D.P. Nitride-based semiconductors for blue and green light emitting devices// Nature. 1997. Vol. 386. № P. 351 - 359.

26. Nakamura S., Krames M.R., History of gallium-nitride-based light-emitting diodes for illumination//Proceedings of the IEEE. 2013 Vol. 101. №10. P. 2211 - 2220.

27. Maier D. et al. Testing the temperature limits of GaN-based HEMT devices// IEEE Transactions on Device and Materials Reliability. 2010. Vol. 10. №4. P. 427 - 436.

28. Jiang H.X. et al. III-nitride quantum devices - microphotonics// Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. 2003. Vol. 28. №2. P. 131 -183.

29. Belkin M.A., Capasso F. New frontiers in quantum cascade lasers: high performance room temperature terahertz sources// Phys. Scr. 2015. Vol. 90. P. 1 - 13.

30. Gmachl C. et al. Intersubband absorption in GaN/AlGaN multiple quantum wells in the wavelength range of X~1.75-4.2^m// Appl. Phys. Lett. 2000. Vol. 77. №3. P. 334 - 336.

31. Kishino K. et al. Intersubband transition in (GaN)m/(AlN)n superlattices in the wavelength range from 1.08 to 1.61 ^m// Appl. Phys. Lett. 2002. Vol. 81. №7. P. 1234 - 1236.

32. DeCuir E. A. Near-infrared intersubband absorption in nonpolar cubic GaN/AlN superlattices// Appl. Phys. Lett. 2007. Vol. 91. № 041911. P. 1 - 3.

33. Capuzzo G. et al. All-nitride AlxGa1-xN:Mn/GaN distributed Bragg reflectors for the near-infrared// Sci. Rep. 2017. Vol. 7. № 42697. P. 1 - 9.

34. Mitrofanov, O. et al. High-reflectivity ultraviolet AlGaN/AlGaN distributed Bragg reflectors// Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 88. № 171101. P. 1-3

35. Fainstein A., Jusserand B. Phonons in semiconductor planar microcavities: A Raman scattering study// Phys. Rev. B 1996. Vol. 54, №16. P. 11505-11516.

36. Jain S.C. III-nitrides: Growth, characterization, and properties// J. of Appl. Phys. 2000. Vol. 87. №3. P. 965 - 1006.

37. Morkoc H. Handbook of Nitride Semiconductors and Devices. Vol. 1: Materials Properties, Physics and Growth. WILEY-VCH Verlag. Berlin. Germany. 2008. P. 1316.

38. Quay R. Gallium Nitride Electronics. Springer-Verlag. Berlin. Germany. 2008. P. 470

39. Крестников И.Л., Лундин В.В., Сахаров А.В., Бедарев Д.А., Заварин Е.Е., Мусихин Ю.Г., Шмидт Н.М., Цацульников А.Ф., Усиков А.С., Леденцов Н.Н., Алферов Ж.И. Гетероструктуры на основе нитридов третьей группы: технология, свойства, светоизлучающие приборы// Успехи Физических Наук. 2001. Т. 171. С. 857 - 858.

40. Ciorga M. et al. The influence of MOCVD process scheme on the optical properties of GaN layers// Mater. Sci. & Eng. B. 1999. Vol. 59. №1-3. P. 16 -19.

41. Панькин Д.В., Смирнов М.Б, Давыдов В.Ю., Смирнов А.Н., Заварин Е.Е., Лундин В.В. Упругие деформации и делокализованные оптические фононы в сверхрешетках AlN/GaN// Физика и Техника Полупроводников. 2016. Т. 50. №8. С. 1064 - 1069.

42. Kyutt R.N. et al. X-ray diffraction study of short-period AlN/GaN superlattices//Crystallogr. Rep. 2013. Vol. 58. №7. P. 953-958.

43. Gleize J. et al. Anisotropy and strain effects on lattice dynamics in nitride-based superlattices// Phys. Stat. Sol. (a) 2003. Vol. 195. №3. P. 605 - 611.

44. Darakchieva V. et al. Phonon mode behavior in strained wurtzite AlN/GaN superlattices// Phys. Rev. B. 2005. Vol. 71. №115329. P. 1 - 9.

45. Ahmed N.M. Effects of Si, Al2O3 and SiC substrates on the characteristics of DBRS structure for GaN based laser// Journal of Physical Science 2006, Vol. 17. №2. P. 151 - 159.

46. Kukushkin S.A. et al. Substrates for Epitaxy of Gallium Nitride: New Materials and Techniques// Rev. Adv. Mater. Sci. 2008. Vol. 17. №1. P. 1 -32.

47. Lundin W. V. et al. Growth and Characterization of AlGaN/GaN Superlattices// Phys. Stat. Sol. (a). 2001. Vol. 188. №2. P. 885 - 888.

48. Dutta M. et al. Phonons in III-V nitrides:Confined phonons and interface phonons// Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. 2001. Vol. 11. №2-3. P. 277 - 280.

49. Pinquier C. et al. Behavior of phonons in short period GaN-AlN superlattices// Phys. Stat. Sol. (c). 2004. Vol. 1. №11. P. 2706 - 2710.

50. Schubert M. et al. Phonons and free carriers in strained hexagonal GaN/AlGaN superlattices measured by infrared ellipsometry and Raman spectroscopy// Materials Science and Engineering B 2001. Vol. 82. №2. P. 178 - 181.

51. Kladko V. et al. Substrate effects on the strain relaxation in GaN/AlN short-period superlattices// Nanoscale Research Letters. 2012. Vol.7. №289. P.1 -9.

52. Davydov V. Yu. et al. Raman and photoluminescence studies of biaxial strain in GaN epitaxial layers grown on 6H-SiC// J. Appl. Phys. 1997. Vol. 82 №10. P. 5097 - 5102.

53. Frandon J. et al. Lattice dynamics of a strained GaN-AlN quantum well structure// Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. 2003. Vol. 17. №2-3. P. 557-558.

54. Vezian S. et al. In situ imaging of threading dislocation terminations at the surface of GaN 0001 epitaxially grown on Si 111// Phys. Rev. B. 2000. Vol. 61. №11. P. 7618 - 7621.

55. Hageman P.R. et al. Growth of GaN epilayers on Si(111) substrates using multiple buffer layers// Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 2002. Vol. 693. P. I3.20.1 - I3.20.6.

56. Davydov V. Yu. et al. Role of an ultra-thin AlN/GaN superlattice interlayer on the strain engineering of GaN films grown on Si(110) and Si(111) substrates by plasma-assisted molecular beam epitaxy//Appl. Phys. Lett. 2013 Vol. 103. №231908. P. 1-4.

57. Wosko M. et al. GaN/AlN superlattice high electron mobility transistor heterostructures on GaN/Si(111)// Phys. Stat. Sol. B. 2015. Vol 252, №5, P. 1195 - 1200.

58. Cantarero A. Raman scattering applied to materials science// Procedia Materials Science. 2015. Vol. 9 P. 113 - 122.

59. Colvard C. et al. Observation of Folded Acoustic Phonons in a Semiconductor Superlattice// Phys. Rev. Lett. 1980. Vol. 45. №4. P. 298 - 301.

60. Colvard C et al. Folded acoustic and quantized optic phonons in (Ga,Al)As superlattices// Phys. Rev. B. 1985. Vol. 31. №4. P. 2080 - 2091.

61. Popovic Z.V. et al. Phonon properties of GaAs/A1As superlattice grown along the [110]direction// Phys. Rev. B. 1989. Vol. 40. №5. P. 3040 - 3050.

62. Davydov V. Yu. et al. Lattice dynamics of short-period AlN/GaN superlattices: Theory and experiment// Phys. Stat. Sol. A 2013. Vol 210. №3. P. 484 - 487.

63. Sood A.K. et al. Resonance Raman Scattering by Confined LO and TO Phonons in GaAs-A1As Superlattices// Phys. Rev. Lett. 1985 Vol. 54. №19. P. 2113 - 2114.

64. Gant T.A. et al. Resonant Raman studies of confined LO modes and interface modes in a small-period GaAs/AlAs superlattice// Phys. Rev. B. 1989. Vol. 39. №3. P. 1696 - 1702.

65. Hessmer R. et al. Interface-phonon dispersion and confined-optical-mode selection rules of GaAs/AIAs superlattices studied by micro-Raman spectroscopy// Phys. Rev. B. 1992. Vol 46. №7. P. 4071 - 4076.

66. Zhang S.L. Abnormal selection rules of interface modes in ultrathin GaAs/AlAs superlattice// J. Appl. Phys. 2000. Vol. 88. №11. P. 6403 - 6407.

67. Smirnov M. B. et al. Vibrational spectra of AlN/GaN superlattices: theory and experiment// Physics of the Solid State 2005. Vol. 47. № 4. P. 742 - 753.

68. Irmer G. et al. Raman tensor elements and Faust-Henry coefficients of wurtzite-type a-GaN: How to overcome the dilemma of the sign of FaustHenry coefficients in a-GaN?// Appl. phys. lett. 2014. Vol. 116. № 245702. P. 1 - 12.

69. Behr D. et al. Resonant Raman scattering in GaN/(AlGa)N single quantum wells// Appl. Phys. Lett. 1997. Vol. 70. № 3. P. 363 - 365.

70. Gleize J. et al. Phonons in a strained hexagonal GaN-AlN superlattice// Appl. Phys. Lett. 1999. Vol. 74. № 5. P. 703- 705.

71. Трусов М., Жохов С. Рамановские микроскопы Horiba Scientific// Аналитика. 2015. №3. С. 48-56.

72. Vandenabeele P. Practical Raman spectroscopy. John Wiley & Sons. Chichester. United Kingdom. 2013, P. 192.

73. Wagner J. M. Structure and lattice dynamics of GaN and AlN: Ab-initio investigations of strained polytypes and superlattices. (Doctoral dissertation) - 2008, Friedrich-Schiller-Umversitat Jena, P. 118.

74. Guang-Hong W. et al. Lattice dynamics of wurtzite semiconductors GaN and AlN// Acta Physica Sinica 1998. Vol. 7. №11. P. 841 - 850.

75. Wei G. et al. Lattice dynamics of GaN/AlN superlattices// J. Appl. Phys. 1997. Vol. 82. №2. P. 622 - 627.

76. Zi J. et al. Lattice dynamics of zinc-blende GaN and AlN: II. Superlattice phonons// J. Phys.: Condens. Matter 1996. Vol. 8. P. 6329 - 6336.

77. Bezerra E.F. Interface effects on the vibrational properties of 3C-InN/3C-AlN superlattices// Brazilian Journal of Physics. 2002. Vol.32. №2А. P. 445 - 447.

78. Lemos V. Lattice dynamics in wide band gap materials based superlattices// Microelectronics Journal. 2003. Vol. 34. №5-9. P. 395 - 399.

79. Борн М., Кунь Х. Динамическая теория кристаллических решеток. пер с англ. В.И. Когана, под ред. И.М.Лифшица Иностранная Литература. Москва. 1958. С. 488.

80. Рытов С.М. Акустические свойства мелкослоистой среды// Акустический журнал. 1956. Т. 2. Вып. 1. С.71-83.

81. Ibanez J. et al. Raman scattering by folded acoustic phonons in InGaN/GaN superlattices// J. Raman Spectrosc. 2012. Vol. 43. №2. P. 237 - 240.

82. Jusserand B. et al. Raman scattering on confined optical phonons in superlatiices: a tool for studying interface thickness// Surface Science. 1986. Vol. 174 P. 94 - 97.

83. Рытов С. М. Электромагнитные свойства мелкослоистой среды// ЖЭТФ. 1955. Т.29. №5(11). С. 605 - 608.

84. Jusserand B., Cardona, M. Raman Spectroscopy of Vibrations in Superlattices, in Light Scattering in Solids V: Superlattices and Other Microstructures. Springer-Verlag. Berlin, 1989. P. 49-152.

85. Sood A.K. Phonons in semiconductor superlattices// Def. Sci J. 1985. Vol. 39. №4. P. 411-423.

86. Gleize J. et al. Anisotropy and strain effects on lattice dynamics in nitride-based superlattices// Phys. Stat Sol. (a) 2003. Vol. 195, № 3, P. 605 - 611

87. Gleize J. et al. Anisotropy effects on polar optical phonons in wurtzite GaN/AlN superlattices// Phys. Rev. B. 1999. Vol. 60. №23. P. 15985 -15992.

88. Панькин Д. В., Смирнов М. Б. Возможность применения спектроскопии комбинационного рассеяния света для оценки толщины интерфейсного слоя в сверхрешетках AlN/GaN// Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки 2016. Т. 242. №2. С. 27 - 36.

89. Lee B. C. et al. Optical-phonon confinement and scattering in wurtzite heterostructures// Phys. Rev. B. 1998 Vol. 58. № 8. P. 4860 - 4865.

90. Chen R. et al. Optical-phonon modes in a double heterostructure of polar crystals// Phys. Rev. B. 1990. Vol. 41. №3. P. 1435 - 1442.

91. Komirenko S.M. et al. Dispersion of polar optical phonons in wurtzite quantum wells// Phys. Rev. B. 1999. Vol. 59. №7. P. 5013 - 5020.

92. Kim K.W. et al. Effects of interface phonon scattering in multiheterolnterface structures// J. Appl. Phys. 1992. Vol. 72. №6. P. 2282 - 2287.

93. Yu S.G. et al. Transfer matrix method for interface optical-phonon modes in multipleinterface heterostructure systems// J. Appl. Phys. 1997. Vol. 82 №7. P. 3363 - 3367.

94. Zhang J.-Z. et al. Comparison of cooling rates for hot carriers in GaAs/AlAs quantum wells based on macroscopic and microscopic phonon models// Phys. Rev. B. 1998. Vol. 59. №20. P. 13184 - 13195.

95. Shi J.-J. Interface optical-phonon modes and electron-interface-phonon interactions in wurtzite GaN/AlN quantum wells// Phys. Rev. B. 2003. Vol. 68. №16. P. 165335-1 - 165335-11.

96. Huang K. Dielectric continuum model and Frohlich interaction in superlattices// Phys. Rev. B. 1988. Vol. 38. №18. P. 13377-13386.

97. Bechstedt F. Validity of the continuum approach to optical phonons in short-period superlattices// J. Phys.: Condens. Matter. 1990. Vol. 2. №19. P. 4363 -4369.

98. Chamberlain M. P. Theory of Raman scattering from interface phonons in GaAs/A1As superlattices// Phys. Rev. B. 1993. Vol. 48. №16. P. 11863 -11870.

99. Chamberlain M. P. et al. Optical modes in GaAs /A1As superlattices// Phys. Rev. B 1993. Vol. 48. №19. P. 14356 - 14364.

100. Medeiros S.K. et al. Dispersion relation of the optical phonon frequencies in AlN/GaN superlattices// Phys. Stat. Sol. C 2005. Vol. 2. №7. P. 2512 - 2515.

101. Ruppin R. et al. Optical phonons of small crystal// Rep. Prog. Phys. 1970. Vol. 33, P. 149-196.

102. Shi J.-J. et al. Propagating optical-phonon modes and their electron-phonon interactions in wurtzite GaN/AlxGa1-xN quantum wells// Phys. Rev. B. 2004. Vol . 70. №11. P. 115318-1 - 115318-8.

103. Lee B.C. et al. Optical-phonon confinement and scattering in wurtzite heterostructures// Phys. Rev. B 1998. Vol. 58. №8. P. 4860 - 4865.

104. Mora-Ramos M. E. et al. The electrostatic potential associated to interface phonon modes in nitride single heterostructures// Progress in Electrostatic Research Letters 2008. Vol. 1. P. 27 - 33.

105. Stroscio M.A., Dutta M. Phonons in nanostructures, Cambridge University Press. Cambridge. United Kingdom. 2001. P. 274.

106. Loudon R. The Raman effect in crystals// Advances in Physics 1964. Vol. 13. P. 423 - 482.

107. Shields A J. et al. Raman scattering due to interface optical phonons in GaAs/AlAs multiple quantum wells// Phys Rev B 1995. Vol. 51. № 24. P. 17728 - 17739.

108. Gao X. Phonon confinement and electron transport in GaAs-based quantum cascade structures// J. of Appl. Phys. 2008. Vol. 103. №7. P. 073101-1 -073101-9.

109. Groenen J. Optical-phonon behavior in Ga11-xInxAs: The role of microscopic strains and ionic plasmon coupling// Phys. Rev. B. 1998. Vol. 58. №16. P. 10452 - 10462.

110. Ibanez J. et al. Far-infrared transmission in GaN, AlN, and AlGaN thin films grown by molecular beam epitaxy// J. Appl. Phys. 2008. Vol. 104. № 033544. P. 1-7.

111. Gorczyca I. et al. Optical phonon modes in GaN and AlN// Phys. Rev. B 1995. Vol. 51. № 17. P. 11936 - 11939.

112. Tabata A. et al. Structural properties and Raman modes of zinc blende InN epitaxial layers// Appl. Phys. Lett. 1999. Vol. 74. № 3. P 362 - 364.

113. Wangt Z.P. et al. Near-resonance Raman scattering of longitudinal optical phonon modes and interface modes in GaAs/AIAs superlattice // J. Phys.: Condens. Matter 1992. Vol. 4 № 2. P. 367 - 373.

114. Fuchs H.D. et al. Interface phonons in short-period GaAs/AlAs superlattices: wave vector-selective and defect-activated// Solid State Communications 1991. Vol. 79. No. 3. P. 223-226.

115. Davydov V.Yu. et al. Phonon dispersion and Raman scattering in hexagonal GaN and AlN// Phys. Rev. B. 1998. Vol. 58. №19. P. 12899-12907.

116. Kuball M. et al. Raman scattering studies on single-crystalline bulk AlN under high pressures// Appl. Phys. Lett. 2001. Vol. 78. № 6. P.724-726.

117. Gleize J. et al. Influence of spontaneous and piezoelectric polarizations on the phonon frequencies in strained GaN/AlN superlattices// Phys. Rev. B. 2001. Vol. 63. №7. P. 073308-1 - 073308-4.

118. S. Strite et al. GaN, AlN, and InN: A review// Journal of Vacuum Science & Technology B, Nanotechnology and Microelectronics: Materials, Processing, Measurement, and Phenomena 1992. Vol. 10. №4. P. 1237 - 1266.

119. Yamaguchi M. et al. Brillouin scattering study of gallium nitride: elastic stiffness constants// J. Phys.: Condens. Matter 1997. Vol. 9. №1. P. 241-248.

120. Kazan M. Elastic constants of aluminum nitride// Phys. Stat. Sol. C. 2007. Vol. 4. №1. P. 204 - 207.

121. Davydov V. Y. et al. Raman and photoluminescence studies of biaxial strain in GaN epitaxial layers grown on 6H-SiC// Journal of applied physics. -1997. Vol. 82. №. 10. P. 5097-5102.

122. Demangeot F. et al. Phonon deformation potentials in hexagonal GaN// Physical Review B. 2004. Vol. 69. №. 15. P. 155215-1 - 155215-5.

123. Wagner J.M. et al. Phonon deformation potentials of a-GaN and -AlN: An ab initio calculation// Appl. Phys. Lett. 2000. Vol. 77. №3. P. 346 - 348.

124. Gleize J. et al. Phonon deformation potentials of wurtzite AlN// J. Appl. Phys. 2003. Vol. 93. №. 4. P. 2065 - 2068.

125. Bourret A. et al. Strain relaxation in (0001) AlN/GaN heterostructures// Phys. Rev. B. 2001. Vol. 63. №24. P. 245307-1 - 245307-13.

126. Dimitrakopulos G. P. et al. Strain relaxation in AlN/GaN heterostructures grown by molecular beam epitaxy// Phys. Status Solidi A. 2008. Vol. 205. №11. P. 2569 - 2572.

127. Kandaswamy P.K. et al. Strain relaxation in short-period polar GaN/AlN superlattices// J. Appl. Phys. 2009. Vol. 106. №1. P. 013526-1 - 013526-10.

128. Gleize J. et al. Phonons in a strained hexagonal GaN-AlN superlattice// Appl. Phys. Lett. 1999. Vol. 74. №5. P. 703 - 705.

129. Бахтизин Р.З., Щуе Ч.-Ж., Щуе Ч.-К. Ву К.-Х., Сакурай Т. Сканирующая тунельная микроскопия гетероэпитаксиального роста пленок III-нитридов// УФН. 2004. Т. 174. №4. С. 383 - 405.

130. Rodrigues A.D. et al. Phonon localization in cubic GaN/AlN superlattices// Solid State Communications 2014. Vol. 186. P. 18 - 22.

131. DeCuir E.A. et al. Near-infrared intersubband absorption in nonpolar cubic GaN/AlN superlattices// Appl. Phys. Lett. 2007. Vol. 91. №4. P. 041911-1 -041911-3.

132. Давыдов В.Ю. Оптическое исследование полупроводниковых структур на основе нитридов металлов III группы и разработка количественных методик их диагоностики: автореферат диссертации доктора физико-математических наук. Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН. СПб. 2009.

133. Grille H. et al. Phonons in ternary group - III nitride alloys// Phys.Rev. B. 2000. Vol. 61. №9. P. 6091-7105.

134. Kitaev Yu.E. et al. Raman-active modes in wurtzite (GaN)m(AlN)n superlattices// Phys. Rev. B. 1998. Vol. 57. No. 22. P. 14209 - 14212.