Углеродные пленки, полученные импульсным лазерным методом, и их влияние на свойства GaAs-структур

Abstract

Исследованы свойства углеродных слоев, полученных на подложках GaAs методом импульсного лазерного распыления пирографита в вакууме. Оптимальной температурой процесса нанесения является 500oC; при этом скорость роста углеродных слоев составляла 0.19 нм/с. Спектры комбинационного рассеяния света соответствовали спектру нанокристаллического графита. Углеродные слои имели p-тип проводимости, демонстрировали полупроводниковый характер температурной зависимости сопротивления и были использованы в качестве проводящего прозрачного покрытия GaAs-структур с квантовой ямой InGaAs. Структуры обнаруживают значительную электролюминесценцию даже при невысоких токах накачки и фоточувствительность в диапазоне 1.5-2.2 эВ вплоть до комнатной температуры измерений. Ключевые слова: углеродные нанослои, графен, электролюминесценция.

Легирование Углеродных Нанослоев, Выращенных Импульсным Лазерным Методом

“…Отметим, что материал подложки оказывает влияние на электрические свойства: систематически поверхностное сопротивление C-слоев на SiO 2 ниже, чем на GaAs. Анализ нелегированных углеродных слоев методом РФЭС показал (подробные данные приведены нами в [9]), что С-покрытие на GaAs являлось сплошным. Концентрация углерода в слое составляла 94 ± 1 ат% с небольшим (6 ± 1 ат%) содержанием кислорода.…”

“…Действительно, при исследовании методом ВИМС образца, легированного железом (Y Fe = 0.17), атомы Fe не обнаруживаются на всем протяжении углеродного слоя. Профиль углерода подобен приведенному в [9] профилю для нелегированного слоя на подложке GaAs; практически совпадает и толщина слоя (∼ 11 нм), хотя в случае С-слоя [9] время нанесения составляло 60 с. Это объяснимо, принимая во внимание уменьшение суммарного времени распыления пирографита из-за введения сектора металлического Fe (полное время процесса распыления составной мишени равно 90 с). Присутствие мышьяка такое же, как и для нелегированного образца, наблюдается в углеродном слое (концентрация As падает в 100 раз на расстоянии ∼ 1.5 нм от номинальной границы раздела C/GaAs).…”

“…Ранее [9] было указано, что корректное определение по измерениям эффекта Холла типа проводимости, концентрации свободных носителей и их подвижности в углеродных пленках, полученных методом ИЛН, затруднено; есть смысл ограничиться измерением поверхностного сопротивления (R s ). При времени нанесения нелегированного углеродного слоя t = 90 с значение R s…”

“…Спектральное разрешение определялось на уровне 0.8−1 эВ; исходя из этого был выбран шаг 0.2 эВ по оси энергий. Детали этой методики описаны в[9].…”