Distinctions of the growth and structural-spectroscopic investigations of thin AlN films grown on the GaAs substrates

Zolotukhin³

et al. 2019

Integrated heterostructures exhibiting a nanocolumnar morphology of the In_ x Ga_1 –_ x N film are grown on a single-crystal silicon substrate ( c -Si(111)) and a substrate with a nanoporous buffer sublayer ( por -Si) by molecular-beam epitaxy with the plasma activation of nitrogen. Using a complex of spectroscopic methods of analysis, it is shown that the growth of In_ x Ga_1 –_ x N nanocolumns on the por -Si buffer layer offer a number of advantages over growth on the c -Si substrate. Raman and ultraviolet spectroscopy data support the inference about the growth of a nanocolumn structure and agree with the previously obtained X-ray diffraction (XRD) data indicative of the strained, unrelaxed state of the In_ x Ga_1 –_ x N layer. The growth of In_ x Ga_1 –_ x N nanocolumns on the por -Si layer positively influences the optical properties of the heterostructures. At the same half-width of the emission line in the photoluminescence spectrum, the emission intensity for the heterostructure sample grown on the por -Si buffer layer is ~25% higher than the emission intensity for the film grown on the c -Si substrate.

Section: ультрафиолетовая спектроскопияunclassified

Влияние буферного слоя por-Si на оптические свойства эпитаксиальных гетероструктур In-=SUB=-x-=/SUB=-Ga-=SUB=-1-x-=/SUB=-N/Si(111) с наноколончатой морфологией пленки

Seredin¹,

Zolotukhin³

et al. 2019

“…Для изучения оптических свойств в УФ-диапазоне интегрированных эпитаксиальных гетерострутур GaAs/Si(100) мы использовали подход с применением методики съемки на отражение, апробированный нами в серии предыдущих работ [25][26][27][28]. Предлагаемая методи-ка позволяет получить информацию об оптических свой-ствах в УФ-диапазоне пленок/слоев, нанесенных/сфор-мированных на объемных подложках.…”

Section: уф-спектроскопияunclassified

Влияние разориентации подложки и ее предварительного травления на структурные и оптические свойства интегрированных гетероструктур GaAs/Si(100), полученных методом газофазной эпитаксии

Seredin¹,

Zolotukhin³

et al. 2018

Впервые удалось показать, что управление структурными и оптическими функциональными характе-ристиками интегрированных гетроструктур GaAs/Si(100) может быть достигнуто за счет использования разориентированных подложек Si(100) и их предварительного травления. Рост эпитаксиального слоя GaAs на подложках кремния без образования антифазных доменов может быть выполнен на подложке, отклоненной от сингулярной плоскости (100) менее чем на 4−6• или без использования переходного слоя из наностолбиков GaAs. Выполненная предварительная обработка кремниевой подложки в виде травления позволяет получить на ней методом газофазной эпитаксии пленку GaAs в монокристаллическом состоянии со значительно меньшим коэффициентом релаксации, что положительно отражается на ее структурном качестве. Эти данные находятся в хорошем согласовании с результатами ИК-спектроскопии на отражение, фотолюминесцентной и УФ-спектроскопии. Особенности оптических свойств интегрированных гетероструктур GaAs/Si(100) в инфракрасной и ультрафиолетовой областях спектра также определяются значением коэффициента релаксации.

“…В наших предыдущих работах [25,26] мы показали, что достаточно удобным подходом для изучения опти-ческих свойств тонких, в том числе наноструктуриро-ванных, полупроводниковых и диэлектрических тонких пленок, полученных на разнородных подложках (GaAs, Si, por-Si), является методика съемки на отражение в ультрафиолетовом и видимом диапазонах электромаг-нитного излучения, позволяющая получать информацию от тонких пленок, нанесенных на оптически более плотные и объемные подложки. В этом случае электро-магнитное излучение проникает через тонкую пленку и, отражаясь от подложки, снова проходит через тонкую пленку.…”

Section: уф-спектроскопияunclassified

Экспериментальные исследования влияния эффектов атомного упорядочения в эпитаксиальных твердых растворах Ga-=SUB=-x-=/SUB=-In-=SUB=-1-x-=/SUB=-P на их оптические свойства

Seredin¹,

Lenshin³

et al. 2017

(Получена 12 декабря 2016 г. Принята к печати 1 февраля 2017 г.)В работе комплексом спектроскопических методов изучены свойства эпитаксиальных твердых растворов Gax In 1−x P с упорядоченным расположением атомов в кристаллической решетке, выращенных методом MOCVD на монокристаллических подложках GaAs(100). В условиях когерентного роста упорядоченного твердого раствора Gax In 1−x P на GaAs(100) появление атомного упорядочения приводит к кардинальному изменению оптических свойств полупроводника по сравнению со свойствами неупорядоченных твердых растворов, среди которых уменьшение ширины запрещенной зоны и усиление люминесценции.Впервые на основе данных дисперсионного анализа ИК-спектров отражения, а также данных УФ-спектроскопии, полученных в режиме пропускание-отражение, определены основные оптические характе-ристики твердых растворов Gax In 1−x P с упорядочением, а именно дисперсия коэффициента преломления, высокочастотная диэлектрическая проницаемость. Все экспериментальные результаты находятся в хорошем согласии с развитыми теоретическими представлениями.