WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Биения осцилляций ШдГ могут быть вызваны как неоднородностью свойств структуры, так и асимметрией потенциального профиля квантовой ямы, достаточной для наблюдения спинового расщепления в нулевом магнитном поле (эффект Рашбы) [9]. Возникновение биений ШдГ при приложении внешнего электрического поля к квантово-размерным структурам с близкой к Рис. 3. Магнетосопротивление структуры при воздействии исследуемой нами конфигурацией слоев в ряде исслеизлучением ИК светодиода (длина волны = 0.97 мкм) и дований считают признаком реализации эффекта Рашнулевом напряжении на обратном затворе. 1 — исходная кривая; (2-4) — непрерывное освещение структуры при токах бы [10–12].

через светодиод 0.1, 0.5 и 2.5 мкА соответственно; 5 —тем- Нам известна только одна работа [13], в которой новое магнитосопротивление после длительного освещения.

ранее было обнаружено возникновение биений осцилВ скобках указаны значения, на которые кривые смещены по ляций ШдГ в результате воздействия на КЯ InAs/AlSb оси ординат.

инфракрасным излучением. Авторы [13] сообщали о следующих особенностях эффекта: а) биения ШдГ сильно зависят от формы образца; они возникают только релаксационного процесса с единственной постоянной в „длинных“ холловских крестах с отношением l/w, времени.

большим или равным 10 (w = 100 мкм); б) биения Граница раздела между германием и антимонидом наблюдаются в течение времени не более 1 ч после галлия несовершенна, так как слой германия осаждался освещения образца или исчезают в процессе измерения;

вне установки для эпитаксии из молекулярных пуч- в) эффект имеет место только для определенных длин ков. Следовательно, двумерный газ дырок не может волн и интенсивностей освещения. На основании переобладать высокой подвижностью. Поэтому он не дает численных особенностей был сделан вывод о том, что дополнительной серии осцилляций ШдГ в используемом индуцированные ИК излучением биения ШдГ связаны с интервале магнитных полей. Обмен зарядами между неоднородностью распределения концентрации двумерInAs и GaSb при приложении к структуре внешнего ных электронов в квантовой яме, что обусловлено неодэлектрического поля может привести и к обнаруженно- нородным распределением интенсивности освещения по му нами влиянию знака потенциала на обратном затворе площади структуры.

на концентрацию двумерных электронов в КЯ InAs. В нашем эксперименте биения осцилляций ШдГ возКратковременное (импульсное) освещение структу- никают в „коротком“ образце, в широком интервале ры инфракрасным (ИК) светодиодом приводит к по- изменения интенсивности освещения. Эффект стабиложительной остаточной фотопроводимости. Увеличе- лен длительное время после освещения, а также при ние концентрации электронов в КЯ InAs находится на приложении слабого внешнего электрического поля уровне 10% от исходного значения, что типично для ( 104 В/см) различной полярности.

структур данного типа. Осцилляции ШдГ при этом не На рис. 4 показана динамика изменения сопротивлеимеют существенных отличий от исходной кривой, при- ния образца в нулевом магнитном поле (0) в серии веденной на рис. 3 (нижняя кривая). Однако длительное последовательно выполненных в течение одного дня освещение или непрерывное освещение структуры при экспериментов по измерению эффекта ШдГ при разизмерении магнетосопротивления приводят к биениям личных условиях освещения и различных напряжениях амплитуды осцилляций Шубникова-де-Гааза в области на обратном затворе. Из рис. 4 следует, что степень низких магнитных полей (0.4-1.1Тл). Первоначально влияния полевого эффекта на сопротивление образвозникнув, биения сохраняются как при приложении ца (концентрацию электронов КЯ InAs) меняется под внешнего электрического поля к структуре, так и при действием излучения ИК светодиода. Полевой эффект изменении интенсивности освещения в значительных может быть оценен по степени различия величин сопропределах. Мы наблюдали их при последовательных тивления образца при отрицательном и положительном циклах измерения магнетосопротивления для значений потенциалах на обратном затворе для данных условий постоянного тока ИК светодиода 0.1, 0.5 и 2.5 мкА. освещения образца. Это отношение уменьшается почти Для каждого значения тока измеряли 3 кривых магне- до единицы с ростом интенсивности освещения из-за Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, вып. 110 Ю.Г. Садофьев, A. Ramamoorthy, J.P. Bird, S.R. Johnson, Y.-H. Zhang а) увеличение концентрации электронов в КЯ InAs, за счет активации ИК излучением глубоких доноров, расположенных в барьерах AlSb; б) генерация ИК излучением электронно-дырочных пар в GaSb с последующим накоплением дырок в слое GaSb и их рекомбинацией с локализованными в КЯ InAs электронами. Результатом является снижение концентрации двумерных электронов в образце относительно исходного уровня.

В заключение отметим, что в работе получено максимальное из известных изменение концентрации двумерных электронов вследствие ООФП в КЯ InAs/AlSb при освещении квантами из красной и голубой областей спектра, а также необычный тип долговременной релаксации сопротивления образца. Оба эффекта связаны с формированием дополнительной квантовой ямы для дырок в покровном слое GaSb, ограниченном барьерами Рис. 4. Изменение сопротивления структуры InAs/AlSb в нуиз Ge и AlSb. При длительном воздействии на структуры левом магнитном поле в серии последовательно выполненных квантами из ИК области спектра обнаружены биения измерений осцилляций ШдГ при различных режимах освещеосцилляций Шубникова-де-Гааза. По нашему мнению, ния ИК светодиодом (IR LED) и значениях напряжения VG, это может быть проявлением спинового расщепления приложенного к обратному затвору. Значения VG итока I через во встроенном электрическом поле, индуцированном ИК ИК светодиод указаны.

освещением КЯ InAs/AlSb.

экранирования внешнего электрического поля зарядом Список литературы генерируемых излучением неравновесных носителей.

Амплитуда полевого эффекта после выключения свето[1] C. Nguyen, B. Brar, C.R. Bolognesi, J.J. Pekarik, H. Kroemer, диода много больше, чем до освещения образца. Это свиJ.H. English. J. Electron. Mater., 22, 255 (1993).

детельствует об изменении величины пространственного [2] G. Tuttle, H. Kroemer, J.H. English. J. Appl. Phys., 65, заряда (и встроенного электрического поля) в структуре, (1989).

[3] Ch. Gauer, J. Scriba, A. Wixforth, J.P. Kotthaus, C. Nguyen, который экранирует квантовую яму от электрического G. Tuttle, J.H. English, H. Kroemer. Semicond. Sci. Technol., поля затвора. Кроме того, в результате длительного 8, S137 (1993).

освещения образца осцилляции Шубникова-де-Гааза [4] S. Ideshita, A. Furukava, Y. Mochizuki, M. Mizuta. Appl. Phys.

смещаются в область более слабых магнитных полей, Lett., 60, 2549 (1992).

что указывает на снижение эффективности рассеяния на [5] В.Я. Алешкин, В.И. Гавриленко, Д.М. Гапонова, А.В. Иконпространственно распределенных дефектах.

ников, К.В. Маремьянов, С.В. Морозов, Ю.Г. Садофьев, Совокупность приведенных выше особенностей эфS.R. Johnson, Y.-H. Zhang. ФТП, 39, 30 (2005).

фекта позволяет предполагать, что наблюдаемое явление [6] I. Vurgaftman, J.R. Meyer, L.R. Ram-Mohan. J. Appl. Phys., связано со спиновым расщеплением во встроенном элек89, 5815 (2001).

трическом поле структуры, индуцированном ИК излуче- [7] P.F. Hopkins, A.J. Rimberg, R.M. Westervelt, G. Tuttle, нием, а не с неоднородностью свойств по площади об- H. Kroemer. Appl. Phys. Lett., 58, 1428 (1991).

разца. Окончательное подтверждение данного предполо- [8] R.S. Bauer, H.W. Sang, Jr. Surf. Sci., 132, 479 (1983).

[9] Yu.A. Bychkov, E.I. Rashba. JETP Lett., 39, 78 (1984).

жения может быть получено при выполнении измерений [10] J. Luo, H. Munekata, F.F. Fang, P.J. Stiles. Phys. Rev. B, 41, в „наклонных“ магнитных полях, позволяющих отделить 7685 (1990).

спиновое расщепление от осцилляций ШдГ на уровнях [11] J.P. Heida, B.J. van Wees, J.J. Kuipers, T.M. Klapwijk, Ландау с различными индексами.

G. Borghs. Phys. Rev. B, 57, 11 911 (1998).

Необходимо отметить, что конечное темновое сопро[12] D. Grundler. Phys. Rev. Lett., 84, 6074 (2000).

тивление структуры в отсутствие внешних электриче[13] S. Brosig, K. Ensslin, R.J. Warburton, C. Nguyen, B. Brar, ского и магнитного полей (рис. 4) оказывается большим, M. Thomas, H. Kroemer. Phys. Rev. B, 60, 13 989 (1999).

чем начальное. Таким образом, несмотря на невозможность генерации электронно-дырочных пар в барьерных Редактор Л.В. Шаронова слоях AlSb и переноса оптически возбужденных дырок из покровного слоя GaSb к КЯ InAs, в конечном итоге можно говорить о наблюдении отрицательной остаточной фотопроводимости (o снижении концентрации двумерного электронного газа в КЯ). Мы считаем, что причиной этого является конкуренция двух процессов:

Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, вып. „Необычная“ остаточная фотопроводимость в квантовой яме InAs/AlSb Unusual“ persistent photoconductivity ” in an InAs/AlSb quantum well Yu.G. Sadofyev, A. Ramamoorthy, J.P. Bird, S.R. Johnson, Y.-H. Zhang Department of Electrical Engineering & Center for Solid State Electronics Research, Arizona State University, Tempe, AZ 85287-5706, USA

Abstract

We demonstrate some unusual features of the persistent photoconductivity in an InAs/AlSb backgate quantum well (QW). The negative persistent photoconductivity allows us to reduce the electron concentration in the QW by one full order of magnitude (from 6 · 1011 cm-2). This represents the largest concentration variation reported for this effect. An unexpected bistability in the resistance, when the sample had been exposed to illumination by the visual light, was observed. This is attributed to the role of a thin Ge cap layer, which we deposit prior to lithographic processing, and which appears to induce an additional layer of holes in the GaSb layer from the sequence of Ge/GaSb/AlSb layers situated above the InAs QW.

Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.