WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||
Расхожде- больше и больше и начнет значительно превосходить ния возможно связаны с тем, что C-V -измерения дают эмиссию дырок с квантового уровня H3. Этот процесс суммарное значение концентрации дырок в квантовой и определяет наблюдаемый рост и смещение пика H3 в точке из основных и возбужденных состояний, так как у низкотемпературную область спектра DLT S во втором нашего емкостного моста может оказаться недостаточно диапазоне Ur (рис. 3). При Ur = 3.6 В напряжение пространственного разрешения для их обнаружения, и смещения Ur станет таким, что в поле слоя объемного мы наблюдаем одно длинное плато со слегка увеличива- заряда все поверхностные состояния будут полностью ющейся емкостью, вместо двух или трех более коротких опустошены и в спектре DLT S наблюдается насыщение плато. Для различных Ur из второго диапазона в спектрах пика H3. Дальнейшее увеличение величины Ur приводит DLTS наблюдался пик H3, область пространственной к тому, что поле объемного заряда начинает проникать локализации которого совпадала с областью обеднения и в квантовую яму. При приложении импульса заполнения положением максимума второго пика в профиле распре- Ur квантовая яма и поверхностные состояния заселяются.

Физика и техника полупроводников, 1999, том 33, вып. 192 М.М. Соболев, А.Р. Ковш, В.М. Устинов, А.Ю. Егоров, А.Е. Жуков, Ю.Г. Мусихин После приложения импульса обратного смещения при который обусловлен присутствием бистабильных ловунизких температурах начинается эмиссия дырок кванто- шек с самозахватом (self–trapped) дырок. С помощью вого состояния. При повышении температуры для дырок, DLTS-измерений обнаружено изменение термоионизацизаселяющих поверхностные состояния границы раздела онной энергии эмиссии дырок с поверхностных состоGaAs/InAs, становится вероятным двухступенчатый пе- яний гетерограницы InAs/GaAs и смачивающего слоя реход, состоящий из эмиссии дырок на освободившие- при увеличении напряжения обратного смещения. Было ся состояния квантовой ямы InAs и последующей их сделано предположение, что эти изменения обусловлены эмиссии в валентную зону GaAs [18]. Темп эмиссии встроенным электростатическим полем диполя, который двухступенчатого перехода ei будет уже зависеть от может образоваться как дырками смачивающего слоя с темпа эмиссии из поверхностного уровня es, квантовой одной стороны, так и ионизованными уровнями, распоямы ew и темпов скачка между ними Rsw, Rws. Как было ложенными вблизи с гетерограницей.

получено в работе [18], при условии, что Rws > ew, он будет определяться соотношением Список литературы ei = es +(exp(Es - Ew)/kT )/ew, (3) [1] Y. Arakawa, A. Yariv. IEEE J. Quant. Electron., QE-22, где Es — энергия поверхностного уровня, Ew —поло- (1986) жение уровня Ферми в квантовой яме, k — постоянная [2] V.M. Ustinov, A.Yu. Egorov, A.R. Kovsh, A.E. Zhukov, M.V. Maksimov, A.F. Tsatsulikov, N.Yu. Gordeev, S.V. ZaБольцмана. Из соотношения (3) следует, что положение itsev, Yu.M. Shernyakov, N.A. Bert, P.S. Kopv, Zh.I. Alferov, пика DLT S, связанного с такими переходами, будет N.N. Ledentsov, J. Bohrer, D. Bimberg, A.O. Kosogov, другим, нежели при прямой эмиссии дырок с поверхностP. Werner, U. Gosele. Cryst. Growth, 175/176, 689 (1997).

ного уровня. Эти переходы, в частности, обусловливают [3] S.V. Zaitsev, N.Yu. Gordeev, V.I. Kopchatov, V.M. Ustinov, появление широкой низкотемпературной полосы в спекA.E. Zhukov, A.Yu. Egorov, N.N. Ledentsov, M.V. Maximov, трах DLTS (рис. 3). В тонком слое по обе стороны от P.S. Kopv, A.O. Kosogov, Zh.I. Alferov. Jpn. J. Appl. Phys., границы раздела становится возможным одновременное 36, 4219 (1997).

существование ионизованных акцепторных поверхност[4] D.V. Lang. J. Appl. Phys., 45, 3023 (1974).

ных состояний и дырок в квантовой яме, приводящее [5] T.Matsumoto, Y. Ito, T. Ishida. Jpn. J. Appl. Phys., Lк образованию диполя [25–26]. Возможно также обра(1989).

зование диполей [9–10] между дырками квантовой ямы [6] K.L. Jiao, W.A. Anderson. J. Appl. Phys., 73, 271 (1993).

[7] K. Schmalz, I.N. Yassievich, H. Rcker, H.G. Grimmeiss, и ионизованными уровнями дефекта GaAs, являющегося H. Frankenfeld, H.J. Osten, P. Schley, H.P. Zeindl. Phys. Rev.

двойным акцептором с уровнями 77 и 230 мэВ [27].

B, 50, 14 287 (1994).

Электростатический потенциал таких диполей может [8] S.Anand, N. Carlsson, M-E Pistol, L. Samuelson, W. Seifert.

привести к изменению высоты потенциального барьера Appl. Phys. Lett., 67, 3016 (1995).

разрыва зон на гетерогранице и ионизационной энергии [9] M.M. Sobolev, A.R. Kovsh, V.M. Ustinov, A.Yu. Egorov, уровней, а также сечений захвата на них носителей, велиA.E. Zhukov, M.V. Maximov, N.N. Ledentsov. Proc. 19th Int.

чины которых будут зависеть от значений приложенного Conf. on Defects in Semicond, (July 21–25, 1997, Aveiro, напряжения смещения Ur и импульса заполнения Uf. Эти Portugal), [Mater. Sci. Forum, 258–263, pt. 3, 1619 (1997)].

изменения, происходящие при увеличение величины Ur, [10] М.М. Соболев, Ф.В. Ковш, В.М. Устинов, А.Ю.Егоров, и обусловливают смещение пика H4 в высокотемпераА.Е. Жуков, М.В. Максимов, Н.Н. Леденцов. ФТП, 31, турную область спектра DLT S и появление пика H1, (1997).

[11] P.N. Brunkov, S.G. Konnikov, V.M. Ustinov, A.E. Zhukov, выползающего из области ниже 80 K (рис. 3, b). Пик A.Yu. Egorov, M.V. Maksimov, N.N. Ledentsov, P.S. Kopv.

H1, по-видимому, как раз и связан с эмиссией дырок из Semiconductors, 30, 492 (1996).

квантовой ямы смачивающего слоя.

[12] Р.А. Сурис. В сб.: Материалы седьмой зимней школы по физике полупроводников (Л., 1975) с. 245.

Заключение [13] M. Grundmann, N.N. Ledentsov, O. Stier, D. Bimberg, V.M. Ustinov, P.S. Kopv, Zh.I. Alferov. Appl. Phys. Lett., 68, 979 (1996).

Мы провели детальные C-V - и DLT S-исследования [14] Н.Н. Леденцов, В.М. Устинов, В.А. Щукин, П.С. Копьев, p-n-структур InAs/GaAs, содержащих один массив КТ Ж.И. Алферов, Д. Бимберг. ФТП, 32, 385 (1998).

InAs в матрице GaAs, с привлечением таких мето[15] П.Н. Брунков, С.Г. Конников, М.И. Папенцев, М.М. Сободов как просвечивающая электронная микроскопия и лев, М.Н. Степанова. ФТП, 23, 1689 (1989).

фотолюминесценция. Было обнаружено присутствие в [16] М.М. Соболев, М.И. Папенцев, И.В. Кочнев. ФТП, 28, слоях GaAs, выращенных при низкой температуре, кла(1994).

стера взаимодействующих бистабильных дефектов. Мы [17] M.M. Sobolev, I.V. Kochnev, M.I. Papentsev, V.S. Kalinovsky.

обнаружили также эффект контролируемой и обратимой Semicond. Sci. Technol., 11, 1692 (1996).

метастабильной заселенности энергетических состояний [18] Sh. Makram-Ebeid, P. Boher. Rev. Phys. Appl., 23, 847 (1988).

КТ и моноэнергетических поверхностных состояний, за- [19] P.N. Brunkov, V.S. Kalinovsky, V.G. Nikitin, M.M. Sobolev.

висящей от температуры и условий изохронного отжига, Semicond. Sci. Technol., 7, 1237 (1992).

Физика и техника полупроводников, 1999, том 33, вып. Емкостная спектроскопия глубоких состояний в InAs/GaAs-гетероструктурах с квантовыми точками [20] П.Н. Брунков, В.С. Калиновский, С.Г. Конников, М.М. Соболев, О.В. Сулима. ФТП, 24, 1320 (1990).

[21] A.Mitonneau, G.M. Martin, A. Mircea. Electron. Lett., 13, (1977).

[22] P.J. Mooney. Appl. Phys., 67, R1 (1990).

[23] D. Steivenard, J.C. Bourgoin, D. Pons. Phys. Rev. B, 34, (1986).

[24] П.Н. Брунков, С. Гайбуллаев, С.Г. Конников, В.Г. Никитин, М.И. Папенцев, М.М. Соболев. ФТП, 25, 338 (1991).

[25] F. Capasso, F. Beltram. Mater. Res. Soc. Symp. Proc., 104, (1988).

[26] G. Mller, A. Zrenner, F. Koch, K. Ploog. Appl. Phys. Lett., 55, 1564 (1989).

[27] Ph. Won Yu, W.C. Mitchel, M.G. Mier, S.S. Li, W.L. Wang.

Appl. Phys. Lett., 41, 532 (1982).

Редактор В.В. Чалдышев Capacitance spectroscopy of deep states in the InAs/GaAs heterostructures with quantum dots M.M. Sobolev, A.R. Kovsh, V.M. Ustinov, A.Yu. Egorov, A.E. Zhukov, Yu.G. Musikhin A.F. Ioffe Physicotechnical institute, Russian Academy of Sciences, 194021 St. Petersburg, Russia

Abstract

In this work we report on studies of the structure with a single array of InAs quantum dots in a GaAs matrix by means of capacitance–voltage measurements (C-V ), deep level transient spectroscopy (DLTS), photoluminescence (PL) and transmission electron microscopy (TEM). Clusters of interacting bistable defects have been observed in GaAs layers grown at low temperature.

The effect of controllable and reversible metastable population of quantum dot energy states and interface state that depends both on temperature and conditions of isochronic annealing is revealed. The effect is supposed to take place due to the presence of bistable self–traps. DLTS measurements showed the changes in thermoionized energy of hole emission from interface state of InAs/GaAs heterojunction and the wetting laye when reverse bias is applied. We suppose that these changes are caused by internal electrostatic field of a dipole that can be formed both by holes of the wetting layer and ionized levels placed at the interface.

5 Физика и техника полупроводников, 1999, том 33, вып.

Pages:     | 1 | 2 ||



© 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.