Исследование влияния концентрации носителей заряда и дефектов структуры на спектры комбинационного рассеяния в монокристаллах GaAs, полученных методом Чохральского

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследованы спектры комбинационного рассеяния света, полученные на кристаллическом арсениде галлия, выращенном методом Чохральского. Обнаружено, что частота связанной колебательной плазмон-фононной моды с ростом концентрации электронов n возрастает и приближается к частоте моды поперечных колебаний при n~3 × 1018 см−3. Установлено, что рост концентрации дырок приводит к уширению пика продольных колебаний. При увеличении степени разупорядоченности наблюдалось снижение относительной интенсивности поперечной моды.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Д. Максимов

МИРЭА – Российский технологический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: maksimov_a@mirea.ru
Россия, пр. Вернадского, 78, Москва, 119454

Ю. И. Тарасов

МИРЭА – Российский технологический университет

Email: maksimov_a@mirea.ru
Россия, пр. Вернадского, 78, Москва, 119454

Н. А. Санжаровский

МИРЭА – Российский технологический университет

Email: maksimov_a@mirea.ru
Россия, пр. Вернадского, 78, Москва, 119454

К. А. Чусовская

МИРЭА – Российский технологический университет

Email: maksimov_a@mirea.ru
Россия, пр. Вернадского, 78, Москва, 119454

Список литературы

  1. Nguyen P. T., Dinh N. T., Ho K. H. Effects of Electric Field and Device Size on the Electron Velocity in p-i-n GaAs Semiconductor // Phys. Lett. A. 2023. V. 490. P. 129174. https://doi.org/10.1016/j.physleta.2023.129174
  2. Lackner D., Urban T., Lang R., Pellegrino C., Ohlmann J., Dudek V. Ultrafast GaAs MOVPE Growth for Power Electronics // J. Cryst. Growth. 2023. V. 613. P. 127201. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2023.127201
  3. Smith E., Dent G. Modern Raman Spectroscopy: A Practical Approach. 2nd Ed. N.Y.:Wiley, 2019.
  4. Desnica U.V., Wagner J., Haynes T.E., Holland O.W. Raman and Ion Channeling Analysis of Damage in Ion‐Implanted GaAs: Dependence on Ion Dose and Dose Rate // J. Appl. Phys. 1992. V. 71. № 6. P. 2591–2595. https://doi.org/10.1063/1.351077
  5. De Biasio M. et al. Raman Spectroscopy for Thermal Characterization of Semiconductor Devices // Next-Generation Spectroscopic Technologies XV. 2023. V. 12516. P. 212–218. https://doi.org/10.1117/12.2682223
  6. Burns G., Dacol F.H., Wie C.R., Bursteint E., Cardona M. Phonon Shifts in Ion Bombarded GaAs: Raman Measurements // Solid State Commun. 1987. V. 62. № 7. P. 449–454. https://doi.org/10.1016/0038-1098(87)91096-9
  7. Brodsky M. H. Raman Scattering in Amorphous Semiconductors // Light Scattering in Solids I. Topics in Applied Physics/Ed. Cardona M. V. 8. Berlin, Heidelberg: Springer, 1983.
  8. Olson C. G., Lynch D. W. Longitudinal-Optical-Phonon-Plasmon Coupling in GaAs // Phys. Rev. 1969. V. 177. № 3. P. 1231. https://doi.org/10.1103/PhysRev.177.1231
  9. Yu P., Cardona M. Fundamentals of Semiconductors Physics and Materials Properties. Berlin, Heidelberg: Springer, 2010.
  10. Böer K.W., Pohl U.W. Properties and Growth of Semiconductors // Semiconductor Physics. Cham: Springer, 2014.
  11. Adachi S. GaAs, AlAs, and Al x Ga 1-x As: Material Parameters for Use in Research and Device Applications // J. Appl. Phys. 1985. V. 58. № 3. P. 1–29. https://doi.org/10.1063/1.336070
  12. Dobal P. S., Bist H. D., Mehta S. K., Jain R. K. Inho-mogeneities in MBE-Grown GaAs/ Al x Ga 1-x As: A Micro-Raman Study // Semicond. Sci. Technol. 1996. V. 11. № 3. P. 315–322. https://doi.org/10.1088/0268-1242/11/3/008
  13. Steele J. A., Lewis R. A., Henini M., Lemine O. M., Fan D., Mazur Yu. I., Dorogan V. G., Grant P. C., Yu S.-Q., Salamo G. J. Raman Scattering Reveals Strong LO-phonon-hole-plasmon Coupling in Nominally Undoped GaAsBi: Optical Determination of Carrier Concentration // Opt. Express. 2014. V. 22. P. 11680–11689. https://doi.org/10.1364/OE.22.011680
  14. Takeuchi H., Sumioka T., Nakayama M. Longitudinal Optical Phonon-Plasmon Coupled Mode in Undoped GaAs/n-Type GaAs Epitaxial Structures Observed by Raman Scattering and Terahertz Time-Domain Spectroscopic Measurements: Difference in Observed Modes and Initial Polarization Effects // IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2017. V. 7. № 2. P. 124–130. https://doi.org/10.1109/TTHZ.2017.2650220
  15. Duan J., Wang C., Vines L., Rebohle L., Helm M., Zeng Y., Zhou S., Prucna S. Increased Dephasing Length in Heavily Doped GaAs // New J. Phys. 2021. V. 23. P. 083034. https://doi.org/10.1088/1367-2630/ac1a98

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Спектры КР образцов GaAs с разной концентрацией электронов: сплошными вертикальными линиями показаны положения пиков TO- и LO-мод, измеренных на референсном образце нелегированного GaAs; пунктиром показаны сдвиги максимума связанной плазмон-фононной ω− (слева) и LO-мод (справа).

Скачать (30KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимости частот плазмонной моды ωp и плазмон-фононных мод ω− и ω+ от концентрации носителей заряда.

Скачать (27KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Микрофотографии поверхности образца GaAs (отмечены места сьемки спектров КР): а – поликристаллическая область, б – центр ламели, в – скопление дислокаций, г – малоугловая граница, д – край малоугловой границы, е – дислокация.

Скачать (31KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Спектры КР образцов GaAs, полученные в точках с разными типами дефектов на поверхности (см. рис. 3).

Скачать (43KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Спектры КР образцов p-GaAs.

Скачать (38KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024