автореферат диссертации по электронике, 05.27.06, диссертация на тему:Гетероструктуры InSb1-x Bi x /InSb и GaSb1-x Bi x /GaSb с квантовыми ямами: технология получения и свойства

На правах рукописи

ДРАКА ОКСАНА ЕВГЕНЬЕВНА

ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ InSb^B^/InSb И GaSb^B^/GaSb С КВАНТОВЫМИ ЯМАМИ: ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ И СВОЙСТВА

Специальность 05.27.06 -Технология и оборудование для проюводства полупроводников, материалов и приборов электронной техники

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новочеркасск - 2003

Работа выполи:на на кафедре физики Волгодонского института Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического

института)

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ,

доктор физико-математических наук, профессор ЛУНИН ЛЕОНИД СЕРГЕЕВИЧ

Официальные оппоненты: доктор химических наук, щюфессор

ВАЛЮХОВ ДМИТРИЙ ПЕТРОВИЧ

кандидат технических наук, доцент СМОЛИН АЛЕКСАНДР ЮРЬЕВИЧ

Ведущая организация: Физико-технический институт РАН им. А.Ф Иоффе, РАН, (г. Санкт-Петербург)

Защита диссертации состоится «3» июля 2003 г. в «10» часов на заседании диссертационного Совета К 212.304.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук при Южно-Российском государственном техническом университете по адресу: 346428, г. Новочеркасск Ростовской области, ул. Просвещения, 132, ЮРГТУ (НПИ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института)

Автореферат разослан: «¡£9» 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

к.т.н., доцент

С.А. Горшков

2-оозг-А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Инфракрасная техника в последние годы стала мощным инструментом неумных исследований и получила широюе распространение ю многих практических приложениях. Своим прогрессом она обязана появлению новых материалов,чувствительных вИК-области спектра, и технологий их изготовления. В первую очередь это относится к многослойным полупроводниковым структурам. Достойное место в раду узюзонных полу про во дни ю в занимают висмутсодержащие гетсроструктуры [1], поскольку изменением содержания висмута можно эффективно управлять оптическими свойствами приборов на их основе. Интерес к висмутсодержащим гетеро структурам связан также с возможностью получения полу про тдниковых наноструктур с характерными размерами 1-100 нм, вследствие того, что фермиевская длина волны элекгронову висмута велика (40 нм). Это дает возможность получать висмутсодержащие сверхрешетки методом градиентной жидюфазной тристаллизации (ГЖК) [2], важнейшее преимущество которого по сравнению с другими методами получения гетероструктур заключается в существенно меньшей стоимости технологии, меньшей сложности технологичесюго процесса и менее жестким требованиям к чистоте исходных материалов.

Технологические трудности выращивания висмутсодержащих твердых растворов до последнего времени замедляли их широюе пракгичесюе внедрение. Однаю недавние достижения в данной области [1] отбывают новые перспективы его получения и применения. Вследствие этого возрастает интерес к фундаментальным свойствам - таким как электронная зонная структура, а следовательно, оптическим и фотоэлектрическим характеристикам указанных материалов [3]. В связи с этим в настоящее время происходит как интенсишое развитие теории явлений в многослойных структурах (структурах с квантовыми ямами), так и р азр аботка но вых методо в их получения.

Существует целый набор методик расчета электронных состояний в квантово-размерных системах [4]. Дня практических целей требуются экспрессные методы расчета, дающие достаточную точность и содержащие по возможности

меньшее количество параметров. С этой точки зрения безусловным лидером является так называемый метод огибающей волновой функции (иногда его называют еще методом эффективной массы). Это приближенный метод, содержащий рад эмпирических параметров. Как показывают многочисленные сопоставления с экспериментом, он позволяет не толью качественно, но и количественно с высоюй точностью описать многообразие явлений в гетерослрукту рах. Приближенность метода в знмительной мере гомпенсируется его гибюстью, простотой и малым юличеством фигурирующих эмпирических параметров. Указанные особенности В ¿-содержащих гетеро систем делают задзди моделирования их элеетронного спектра весьма привлекательными. Ряд возможностей получения гетероструюур с заданными свойствами, юторые отбывает метод ГЖК сулит вполне определенные перспективы в технологии новых приборов ИК оптоэлекфоники. Все это делает настоящую рйэоту актуальной и своевременной.

Цель и задачи исследования

Цепью работы является расчет энергетическою спеюра многослойных струюур МБЬ¡.^¡/¡пБЬ и ОаЗЬ1.уВ11ЛЗа8Ь и разработка технологии их получения. Для реализации поставленной цели решались следующие задми:

- Расчет энергетических урошей, электронного спектра, распределение огибающей волновой функции по толщине гетероструктур, распределение вероятностей обнаружения электрона в различных квантовых ямах многослойных гетеро структур

- Моделирование фазовых равновесий вупругоншряженных гетеро системах 1п -БЬ - т и ва -БЬ - Вй

- Разработка технологии получения многослойных гетеро ю мпозиций /и^б/.дВ/ДиХб и Оа^бу.^Вг^СаХб с толщинами слоев порадкаОД мкм.

- Расчетспектровотраженияи пропускания гетеросистем/и£6/_1В/у7и5'6 и Са8Ь1_£1/ЗаБЬ с квантовыми ямами.

- Определение областей применения гетеро систем 1п5Ь ¡.^¡/¡пБЬ и ОаБЪ^^/ЗаБЬ и разработка соответствующих практических рекомендаций.

Научная новизна

1. Проведен расчет энергетических урошей, электронного спектра, распределение огибаощей волновой функции по толщине гетероструктур, распределение вероятностей обнаружения элеюрона в различных слоях многослойных гетеро структур 1пБЬ¡.^¡¡ДпБЬ и ба^й; .^В .

2. Проведен учет влияния упругих напряжений на смещение гетерогенных равновесий систем 1п8Ь1.^1/1п5Ь и йаЗЬ¡.^¡/ЗаЗЬ.

3. Разработана технология получения гетеростругаур 1п8Ь ¡.¡¡¡¡/¡пЗЬ и йаЗЬI.¡В¡/ЗаЗЬ с квантовыми ямами заданной толщины.

4. Произведен расчет спектров отражения и пропускания многослойных гетеросистем 1п8Ъ¡.¿НДпЗЬ и йаЗЬ,.^/уСаБЬ.

5.Разработаны конструкция фотоприемного устройства на о слове гетеро стру кту р ы 1п8Ь1.^г]Дп8Ь с квантовыми ямами и иэнсгрукция квантового каскадного лазерана основе многослойной спру юурь10<х5Ь;_*В/дЛЗа5Ь.

Основные научные положения,выносимые на защиту:

1.Многослойная струкгураСа^/.^В/уОд^б при толщине слоев0,1 мкм вдиапазоне составов х < 0,008 имеет энергетический спектр с расщеплением урошей энергии на

2 разрешенные минизоны. При увеличении числа слоев происходит расширение электронного шеиразасчетдобавленияновых энергетических урошей.

2. Многослойная структуры ¡пБЬ¡.^¡ДпБЪ при толщине слоев 0,1 мкм в диапазоне составов х< 0,03 имеет энергетический спектр с расщеплением урошей энергии на

3 разрешенные минизоны. Установлено, что увеличение числа слоев для данной сверхрешетки ведет к смещению спекгра в более длинно юл но область ИК-издучения.

3.Распределениеогибакмцей волноюй функции по толщине слоев и распределение вероятности обнаружения эяеиронадлягетфосистемыСа^'бу.лД/уСа^'Л.

4. Многослойные струюуры 1п8Ь¡.¿¡¡¡/¡пБЬ и ОаЗЪ^г/ЗаБЪ могутбьггь получены методом ГЖК с принудитслыюй гидрашичесюй сменой растворов в ростовом канапе. Данная методикапозволяетполучать свфхтонкиеслои порядка 100 нм.

5. Способ получения многослойных упругонапряженных гетероструктур хт/1п5Ь и ОаБЬ¡.^'¡/ЭаБЬ основывается на идее уменьшения времени юнтакга пфеохлажденного растюра-расплава с подложюй за счет увеличения скорости перемещения подложки относительно р астюро в-р асплаво в в ячейках уменьшенных размеров. Данная методика позволяет получать слои заданной тол щин ы за счет изменения р азмеро в яч ее к, содержащих р астворы-р аспл авы.

6. Варьируячисло слоев многослойной ¡пБЬи йаЗЬ¡.:Д1хЮа8Ь струетуры, можно менять сс показатель пропускания (отражения).

Практическая значимость

- Получены многослойные струетуры /«57> 1.^И/1п5Ь и ОаБЬ^г^аБЬ методом ГЖК с принудительной гидравлической сменой растворов-расплавов в ростовом канале.

- Разргботан а технология получения многослойных структур толщиной порядка 0,1 мкм и технология получения слоев заданной толщины.

- Разработаны конструкция фотоприемника на основе сверхрешетки ЫЗЬ^^г^пБЬ с длиной волны принимаемого излучения /1 = 7 + 11 мкм.

- Разработана юнструкция квантового каскадного лазера на основе многослойной струетуры йа8Ь;.¿В¡/йаЗЬ, работающего на межурошевых переходах с длинами юлн генерации Л, = 4,5 мкм и А^ = 8,9-5-13,8 мкм.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсузвдались на семинарах в лаборатории физики полупроводник)в ВИ(ф) ЮРГТУ (НПИ), на семинарах проблемной лаборатории физики ЮРГТУ (НПИ), на восьмой международной н^чно-техничесюй юнференции (Таганрог, 2002 г.), на международной конференции (Ульяновск, 2002 г.), на международной ночной юнференции (Иваново, 2002).

Публикации и вклад автора

По результатам исследований о публию вано 8 печатных работ, в которых

изложены осношые положения диссертации. Осношые результаты работы

6

получеты автором самостоятельно.

Структура и обьем работы

Диссертация изложена на /4Юстраницах машинописного текста, состоит из введения, пята глав, заключительных выводов и списка используемой литературы из /£Э наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированаосновная цель, представлена новизна и практическая значимость работы, изложены основные положения, выносимые назащиту.

В перюй главе рассмотрены актуальные проблемы исследования и получения структур с квантовыми ямами, рассмотрены методы расчета электронной структуры твердых тел, особенности энергетической структуры сверхрешеток, определена роль висмутсодержащих твердых растворов в оптоэлектронике. Возможность использования структур с квантовыми ямами связана с необходимостью моделирования их энергетического спектра. Все это требует разработки новых методов как теоретического анализа электронных свойств гетерострукгур, так и новых методов их получения. В настоящее время существует целый набор методик расчета элеетронных состояний в квантово-размерных системах (метод сильной связи, метод псевдопотенциала, метод линейной юмбинации атомных орбиталей, метод огибающей волновой функции). Из них был выбран метод огибающей волновой функции, обладающий наименьшим количеством входных параметрови достаточной точносгыо.

Во второй главе произведено численное моделирование электронных свойств квантово-размерных структур. Развит метод огибающей волновой функции для расчета энергетического спекгра и распределения огабаощей юлноюй функции многослойных структур /л56/.,В/дДп5й и Са$Ъ. Обоснован тот факт, что в уравнение движения вкодит эффективный потенциал, совпадающий со скачюмзоныпро водимо ста на гетеро границе:

»2 & „, s m oz

где Уг(г) - скачок зоны прогодимэсш на гетерогранице, /(г) - огибающая волновая функция. Величина скачка зоны проюдимосш была определена как разность уровней Ферми контактирующих материалов [5]. В результате решения (1) было получено д и сп ер сио нно еурашение,определяющеедискр етн ые уро ши эн ф гии

тпа + тпа2 +ти +тпа = 0, (2)

где Щ, - юэффициенты матрицыпфеносаМданной струюуры. Матрицапфеноса

М многослойной структуры определялась как произведение матриц пфеноса отдельных слоев структуры М„. В случае ямы

М. =

cos/?„£/„ /}-' sin pd

Р„ sin P„dn cos pnd„

В случаебарьфа

M.

гдей?„-толщинап-слоя, а' =Щ-(е-и,) р1 £ - дискретное значение

Й А

энфгии, и„- величинабарьфанагетфогранице.

Для расчета энергетических уровней использовалась программа, написанная

на языке Си. Точность вычиспенияуровней энфгии составляет 10"15, что позюляет

получать правильное распределение волновых функций при высоте барьфа в

несюлью сотых эВ.

Для гетфосистемы Сл^бу.^Д/уОаЗ'б с квантовыми ямами произведен расчет

элекфонного спектра. Показано, что при увеличении числа слоев происходит

расширение электронного спектра за счет добавления новых энфгетических

урошей. Энфгетический спектр электронов в зоне проводимости в зависимости от

толщины слоя Са5Ъ 13-слойной структуры СаБЬд^В/о.оов^^Ь представлен нарис.

1.

Энфгетический спектр электронов в зоне проюдимосш в зависимости от толщины слояМБЬ 11-агойной структуры¡пБЪо^Въ^ЛпЗЬ представлен нарис. 2. Установлено, что увеличение числа слоев для данной сверхрешетки ведет к

chandn ashad.

a^shandr chad.

(3)

(4)

2m

смещению спекграв более длинно тлноЕую область ИК-излучения(с Л = 9,]мкм до Л = \\$мкм).

Таким образом, в многослойных гетеросистемах /и^.^/у/иЗЙ и ваБЬ^^Н/ЗаБЬ при толщине слоев порядка 1 мкм сказываются эффекты размерного квантования - зависимости энергетичесюго спектра структуры от толщины слоя, тогда последняя сравнима с длиной волны де Бройля. Указанное отбывает возможность регулировать длину волны излучения, изменяя не состав полупроводника, а толщину слоев или их юличество, что наглядно продемонстрировано нарис. 1-2.

Дня многослойной системы Са8Ьо,992В1от^а^ рассчитано распределение огибающей волновой фикции по толщине гетероструктуры (рис. 3), а также распределение вероятности обнаружения электрона в различных слоях системы (рис.4).

В третьей главе проведено моделирование интерфазных взаимодействий в гетеросистемах 1п-8Ь-Ш и Оа-БЬ-Ви Рассчитаны упругие константы соединений /и5/и ОаЕН, входящие вуравнения фазовых равновесий гетеро систем ¡пЗЬВИпБЬ и СаБЬВЮаБЬ; определены равновесные составы жидюй и твердой фаз соответствующих гетеро систем с учетом упругих напряжений на гетеро границе, найдены оптимальные условия для получения гетеро структур с заданным электронным спектром в поле градиента температуры.

В литературе отсутствуют кристаллохимические данные по бинарным компонентам 1пВ\и ОаВй При этом полный анализ гетерофазных взаимодействий, необходимый для технологических процессов получения гетеростру ктур наоснове твердых растворов /«565/ и не представляется возможным. Поэтому

моделирование упругих свойств твердых растворов ЫБЬВг и является

необходимым этапом настоящей работы.

На основе теории ионных кристаллов [5] были найдена длина связи соединений /г?В/ и ваШ, модуль всестороннего сжатия и упругие постоянные си, С/2 с44. Для соединения 1пВ1 были получены зндаения с/,=1043 ГПа, с/2=85/5 ГПа, с44=77,7 ГПа Дл я со единения (За Яг с, ,=162,4 ГПа, с,2=83 2 ГПа, с44=983 ГПа.

Получены фазовые диаграммы, отражающие влияние упругих напряжений на распределение мольных долей компонентов и на коэффициенты распределения компонентов. Установлено, что при увеличении мольной доли висмута в расплаве увеличивается влияние упругих напряжений на распределение компонентов в твердой фазе и соответственно на коэффициенты распределения компонентов. На основании расчета фазовых равновесий выбраны температуры процессов эпитаксии многослойных структур /и56и ОаЗЪ¡.^¡¡/ОаЯЬ и нжальные нэнцентр ации ко мпон ентов вр аствор е.

В четвертой главе описано технологичесюе оборудование, юторое использовалось для получения многослойных гетеросистем методом ГЖК, разработана технология получения многослойных упругонапряженных сгруюур /пХЬ^дй/у/пХЬ и ОаБЬ1.^ИуЮаЗЬ с принудительной гидравличесюй сметой растворов в ростовом канале и технология получения слоев заданной толщины за счет изменения размеров ячеек, содержащих растворы-расплавы. Точность проведения технологического процесса обеспечивалась регулированием основных параметров с помощью ЭВМ.

Технология получения многослойных структур с принудительной гидравлической сменой растворов в ростовом канале позволяет получать сверхтонкие слои порядка 100 нм. В основе нее лежат идеи снижения температур эпитаксиалыюго наращивания, уменьшения времен роста и ограничения объемов используемой жидкой фазы [6]. Раствор помещается в тонком зазоре, между подложюй и источниюм (рис. 5), при этом замена растворов осуществляется путем их принудительной прокачки через капиллярный канал в релаксационном режиме (со стано вной теч ения р аствор а).

Для исключения подрастворения предыдущих слоев, использовались предварительно переохлажденные р аствор ы-р аспл авы. Для многослойной структуры 1п8Ь1.$1У1п8Ь величина переохлаждения составила 9,5 - 12,5 К, для многослойной структуры ваБЬ¡.^¡/ЭаБЬ - 13,5 - 17 К. Допустимое переохлаждение ограничивается сверху величиной 15 К для системы и 20 К для системы йаЯЬ;.¡В¡¿СаЗЬ вевязи с повышением вероятности спонтанной кристаллизации а так же большими скоро сгями эпитаксиалыюго роста.

10

Н.мкм

Н.мкм

Рис. 1. Энергетический спектр электронов в зоне проводимости в зависимости от толщин барьеров 13-слойной

гетерострукгуры ОаЗЬь^ВЬлюг^аЗЬ. Толщина слоев ОаБЬВ! равна 0,1 мкм.

Рис 2 Энергетический спектр электронов в зависимости от толщины слоев ГпБЬ 11-слойной гетерострукгуры

ЬтЗЬь^ВЬрз ЛпвЬ. Толщина слоев 1пЗЬЕИ равна 0,1 мкм.

Рис. 3 Распределение волновой функции по слоям 3-хслойной структуры ваЗЬ! 9чгВ1)от8/Оа5Ь 1,2,3,4 - распределение волновых функций для 1,2,3,4 уровней пространственного квантования соответственно Толщина слоев равна 0,1 мкм.

2 Са£Ьь,992Вьдо8

Г'\ /Ч 41 \ /

Н,мкм

Рис. 4. Распределение вероятностей обнаружения электрона по толщине слоев для 3-х-слойной системы системы ваБЬь¡тВЬ(««ДЗаБЬ для 1,2,3,4 уровней пространственного квантования.

Был выбран следующий температурный интервал проведения эпитаксии:для ¡пБЬ^^пБЬ - 623 - 633 К; для ваБЬ¡.^/ЗаБЬ - 896 - 906 К. Верхняя граница обусловлена сильным увеличением скорости роста основных и вспомогательных слоев, нижняя граница определялась н да алом процесса кр и сталлизации. Величина температурного градиента составила 25-35 К для системы и 15-30

К для системы ОаБЬ^^аБЬ. Бьпа выбрана толщина канала 100 - 500 мкм. С уменьшением толщины канала наблюдались трудности в обеспечении пф ал дельности подложки и источника.

у- 4 <— 3

О 0 0^

о о/

о о о о

Рис. 5. Схема эпигаксии в ростовом канале* 1 — подложки, 2 — стенки канала, 3 - источник, нагреватели, 4 -источник.

Разработана технология получения многослойных упругонапряженных гетероюмпозиций в основе которой лежит идея уменьшения времени юнтакга переохлажденного раствора-расплава за счет увеличения скорости перемещения подложки относительно растворов-расплавов в ячейках уменьшенных размеров.

Суть предложенного технологического подхода заключается в формировании многослойной гетероспрукгуры за один процесс пфемещения подложки относительно ячеек с растворами-расплавами, что обуславливает постоянную скорость пфемещения подложки относительно всех ячеек и, как следствие, одинаковую толщину квантовых ям. Изменение толщин эпитаксиальных слоев различных составов достигается за счет изменения размфов ячеек, содфжащих растворы-расплавы. Исходя из требований технологического процесса, была сконструирована кассета (рис. 6), позволяющая формировать многослойные стру юур ы /и56и /.„В¡¿Са8Ь.

- неподвижный корпус кассеты; 2 - подвижный слайдер; 3 - подложка; 4 - ячейки для волноводных слоев; 5 - ячейки для растворов-расплавов квангово-размерных слоев

Рис. 7. Многослойная структура Рис. 8. Многослойная структура ОаБЬц ««В;»т^ОаНЬ, Толщины слоев 0, 1 1п8Ь097Ш001/1пЗЬ. Толщины слоев 0, 1 мкм, мкм, увеличение х 4-104. увеличение х 8-10".

Нарис.7 -8 представлены микрофотографии многослойных струюур. 1п8Ь1.,В1^1п8Ь и ОаБЬ^^Я/ЗаБЬ столщинами слоев0,1 мкм.

13

В пятой главе проведен расчет спектров отражения и пропускания многослойных гетероструктур ¡пБЬи Сай'б/.^/уСаХб и освещены вопросы их практической реализации.

На языке программирования МайтСАО написана программа, которая решает задачу распространения света через слоистую среду. Она произюдит расчет спектра отражения и пропускания эпитаксиальных структур с квантовыми ямами. Программа может быть полезна тем, кто занимается оптической спектроскопией многослойных эпитаксиальных структур и созданием элемента в опта электронных приборов (брэгговских зеркал, просветляющих покрытий и тд.). Показано, что варьируя число слоев многослойной структуры, можно менять ее коэффициент отражения (и соответственно пропускания), и в зависимости от этого использовать ее как фотоприемное устройство или отражающее покрытие в во л но вод ж (рис. 9). При числе слоев 10-15 многослойную структуру /пЗД/.яВгДлЗД с толщинами слоев 0,1 мкм можно использовать как отражающее покрытие для длины волны Я = 7,7 мкм. При увеличении содержания висмута в твердой фазе от х=0,01 до х=0РЗ наблюдается уменьшение коэффициента отражения на 4-10%. Изменяя угол наклона падающего излучения, можно менять величину юэффициента пропускания (отражения) многослойной структуры, не производя изменений в геометрии самой многослойной структуры (рис. 10). При угле падения излучения, равном 0 многослойная структура 1пБЬ¡.^¡^пБЬ имеет наибольший коэффициент пропускания и может быть использована в фотоприемных устройствах с длиной волны Л = 7+11 мкм.

На межподзонных периодах носителей заряда в квантовых ямах уже создан

ряд приборов, таких как квантовый каскадный лазер [7],работающий вдалшемИК

диапазоне. Однако до сих пор оптические межуровневые переходы остаются

малоизученным явлением. Наоснове многослойной структуры йа8Ь¡.¿И/ЗаБЬ при

х<0,008 может бьггь изготовлен квантовый каскадный лазер, работающий на

межуроитевых переходам едлинами волн излучения л, =4,5 мкм и я, =8,9+13,8 мкм.

Предложено объяснение электронных переходов между разрешенными

минизонами. При расстоянии между зеркалами резонатора примерно 800 мкм

пороговая плотность тока^ имела при Т=300 К знамение «у.ю'л»' (пороговый

14

ток /л s23o.tf/i). Стимулированное излучение ближнего ИК-диапаэона регистрировалось с помощью фотодиодаФДЗ-К.

0 50 100

Количество слоев

Рис. 9 Зависимость коэффициента отражения R многослойной структуры InSbi.J)ijlnSb от количества слоев Угол падения света £2 = о°, длина волны падающего излучения л = 7,1 мкм, толщина слоев 0,1 мкм 1 - х=0,03; 2 -х=0,01.

Рис. 10. Завис»! ость коэффициента пропускания Т многослойной структуры 1п8Ь097Ыа от угла падения юлучения

при различием числе слоев Число слоев 317.

Дальнее ИК-излучение было обнаружено с помэщью фотоприемниюв Ое<Си> и &(В), имеющих при температурах вблизи температуры жидкого гелия область чувствительности приближенно в диапазоне Я = 5 -29мкм. Для отсечки коротко юл но во го излучения (Яг А,5 мкм ) использовались фильтры из ИаС1. Излучение наблюдалось в импульсном режиме, длительность импульсов тока сосгавлялаЗООнс.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Для многослойной гетеростругауры ОаБЪо^В^о.оов^аЗЬ произведен раотет электронного спеетра. Показано, что при увеличении числа слоев происходит расширение электронного спектра за счет добавления новых энергетических уровней. Для данной системы рассчитано распределение огибающей юл но вой функции по толщине гетеростругауры, а также распределение вероятностей обнаружения электронов в различных слоях системы.

2. Для многослойной системы /л^б¡.¿¡¡/¡пБЬ также произведет расчет

энергетического спеетра. Установлено, что увеличение числа слоев для данной

15

сверхрешетки ведет к смещению спектра в более длинноволно^ю область ИК-излучения(с А = 9,1 мкм до А = 1 \$мкм при х=ОДЗ).

3. Получены фазовые диаграммы, отражающие влияние упругих напряжений на смещение фазовых рашовесий гетеросисгем ¡пБЬ/.^^пБЬ и Оа8Ь1.]В1гСа8Ь. Установлено, что при уменьшении температуры эп и такси и уменьшается влияние

1

упругих напряжений на распределение мольных долей компонентов и на коэффициенты распределения компонентов. При увеличении мольной доли висмута в расплаве увеличивается влияние упругих напряжений на распределение компонентов в твердой фазе.

4. Разработана технология получения многослойных структур ¡пБЬ/^РМпБЬ и бой;.¿В¡¿ОаЯЬ методом ГЖК с принудительной гидравлической сменой растворов в ростовом канапе. Данная технология позволяет получать сверхтонкие слои порздка 100 нм.

5. Разработана методика получения многослойных упругонапряженных гетероструктур 1п8Ь,.хЩ/1п8Ь и Оа8Ь1.!Д'1уХ}а8Ь, в основе которой лежит идея уменьшения времени контакта переохлажденною раствора-расплава с подложыэй за счет увеличения скорости перемещения подложки относительно растворов-расплавов в ячейках уменьшенных размеров. Данная технология получает получать слои заданной толщины за счет изменения размеров ячеек, содержащих растворы-расплавы.

6. Решена задяа распространения света через структуру с квантовыми ямами 1п8Ь 1.хВ'1х/1п8Ь и йа8Ь¡,^1хЛЗа8Ь. Произведен расчет спектра отражения и пропускания данных структур. Показано, что варьируя число слоев многослойной структуры, можно менять ее показатель пропускания (отражения).

7. Многослойную структуру ¡п8Ь¡.^1/1п8Ь можно применять в качестве отражателей (брэгговских зеркал) при числе слоев 11 и более, толщине слоев 0,1 мкм. При нормальном падении многослойная стругаура структура

/и^й/.^/Дий'б имеет наибольший коэффициент пропускания, и может быть *

использована в фотоприемных устройствах едлинной волны А = 7-И 1 мкм.

8. На основе многослойной структуры ба^А^дЛ/уСа^й с содержанием ,

висмута в твердой фазе х<0,008 может быть изготовлен квантовый каскадный

лазер, работающий на межуросневых перехода* с длинами волн излучения л, = 4,5

16

мкм и л2 =8,9+13,8 мкм. При расстоянии между зеркалами резонагорапримерно 800 мкм пороговая плотность тока jй имела при Т=300 К значение «2,5-Ю6 А/м2 (пороговый токJ,^ = 230мА ).

Основные работы опубликованы в работах:

1. JfyHHH JI.C., Благин A.B., Драка O.E. Исследование энергетического спеетра в системе квантовых ям для гетеросисгемы InSbi_xBix-InSb. //Изв. вузов. Сев.- Кавк. регион.Техн.н^ки.- 2002.-№1.- С.84-87.

2. JI.C. Лунин, A.B. Благин, O.E. Драка, МА. Афиногенова. Влияние эффектов размерного квантования на спектр излучения многослойных гетероструюур InSbBUnSb.//Изв. вузов. Сев.- Кавк.регион.Техн.иес/ш,- 2002.- №3.- С.45-47.

3. Благин A.B., Овчинниюв ВА., Драка O.E. Гетерослруюуры InSbBünSb на квантовых ямах: Тр. междунар. мэнф. Оптика, оптоэлеюроника и технологии.-Ульяновек:УлГУ,2002,- С.75.

4. Драка O.E. Поглощение излучения в S-легированной сверхрешетке на основе InSbBi.Изв. вузов. Сев.- Кавк.регион.Техн. науки - 2002.- Спецвып.- С.90-92.

5. Овнинниюв ВА., Благин A.B., .Драка O.E. Влияние размерного квантования на свойства многоюмпонентных ни ему тидов. Кристаллизация внаноситемах: Сб. тез. междунар.науч. мэнф. 10-12 сент.2002 г.- Иваново,2002,- С. 134.

6. Благин A.B., Баранник А А., Драка O.E., Овнинниюв ВА. Электронный спеюр сверхрешеток InSbi_xBix/InSb. // Тр. VIII междунар. науч. техн. юнф., (Давномореное, Россия, 14-19 сент. 2002 г.).- Таганрог: ТГТУ, 2002,- 4.1. С. 172173.

7. Лунин JI.C., Благин A.B., ДракаО.Е., Овчинниюв ВА. Размерное квантование в твердых растворах InSbi.xBix. // Кристаллизация и свойства кристаллов. - Межпуз. сб. н^ч. тр. - Но юч ер касск: Н абла, 2003. С. 3-7.

8. Благин A.B., Овчинниюв ВА., Драка O.E. Длинноволновое излучение, обусловленное минизонными пфеходами в многослойной структуре GaSbQ97B¡ода«aSb. // Кристаллизация и сюйства кристаллов. - Межвуз. сб. науч. тр. - Ноючфкасск, Набла, 2003. С. 9-11.

Цитированная литература

1.Р.Х.Акяурин, ДВ. Комаров.- ЖТФ, 1997,т. 67,№7, с. 42.

2. Лозовский ВН., Лунин Л.С., Благин A.B. Градиентная жидюфазная кристаллизация многоюмпонентных полу про вэ дни ю вых материалов. Изд-ю РГУ, 2003.286 с.

3. В.Г. Дейбук, ЯИ. Викпюк,И.М. Раренко.ФТТ1,33,289 (1998).

4. Силин АЛ. Полупроводниковые сверхрешетки. - Успехи физических н^к, т.147,вьшЗ., ноябрь, 1985.

5.Харриоон У. Теория твердого тела,— М.: Мир, 1972.

6.Р.Х.Акяурин.Д.В. Комаров,- ЖТФ, 1997,т.67,№7, с. 50.

7.1ntersubband trmsitions h qan tum wells / Ed. E. Rosendier, B. Levine //NATO ASI Series. Ser. В. Phusics. V.288. Plenum Press. N.-Y. and London, 1992.

Р11 199

Подписано в печать Объем 1Д пл. Печать оперативная. Тираж 100 экз.

Южно-российский государственный технический университет (НПИ). 346409, Новочеркасск, ул. Просвещения, 132

А '1

ВВЕДЕНИЕ.

1. Обзор литературы и постановка задачи исследования.

1.1. Актуальность исследования структур с квантовыми ямами.

1.2. Методы расчета электронной структуры твердых тел.

1.3. Энергетическая структура сверхрешеток.

1.4. Методы получения сверхрешеток и эпитаксиальных структур на основе твердых растворов Л3В5.

1.5. Висмутсодержащие твердые растворы в оптоэлектронике.

1.6. Постановка задачи исследования.

Выводы.

2. Численное моделирование электронных свойств квантово-размерных структур.

2.1. Вывод уравнения для огибающей волновой функции на геторогранице.

2.2. Численное решение уравнения Шредингера для огибающей волновой функции.

2.3. Расчет энергетического спектра и распределения огибающей волновой функции для многослойной структуры Са8Ь}.хВ1х/Са8Ь.

2.4. Расчет энергетического спектра для многослойной структуры InSbi.xBiJln.Sb.

Выводы.

3. Расчет фазовых равновесий.

3.1. Уравнения фазовых равновесий и параметры интерфазных взаимодействий.

3.2. Расчет упругих констант соединений 1пВг и СаВг.

3.3. Смещение фазовых равновесий под воздействием упругих напряжений на гетерогранице.

Выводы.

4. Технология и аспекты получения многослойных гетероструктур ШЬ^В^ШЬ и Са^б}.хВУ0а5Ъ.

4.1. Аппаратурное оформление процесса ЗПГТ для получения многослойных гетероструктур и подготовка исходных материалов.

4.2. Формирование многослойных упругонапряженных гетерокомпозиций методом эпитаксии в ростовом канапе.

4.3. Формирование слоев заданной толщины.

Выводы.

5. Свойства многослойных структур ЫБЬ¡.хВ^ЫБЪ и ОаБЪ ¡.^¿СаБЪ и рекомендации по их применению в оптоэлектронике.

5.1. Расчет спектров поглощения и отражения многослойных структур 1п8Ь].хВ1х/1п8Ь и СаБЬ¡^Вг/СаБЬ.

5.2. Конструкции устройств на основе многослойных структур ШЪ^В^ЫБЬ и ваЗЪ^ВУваЗЪ.

5.3. Структурные и электрофизические характеристики ШЬ^ВиЫБЬ и ваБЬ^В^ваЗЬ

Выводы.

Инфракрасная техника в последние годы стала мощным инструментом научных исследований и получила широкое распространение во многих практических приложениях. Своим прогрессом она обязана появлению новых материалов, чувствительных в ИК-области спектра, и технологий их изготовления. В первую очередь это относится к многослойным полупроводниковым структурам. Достойное место в ряду узкозонных полупроводников занимают висмутсодержащие гетероструктуры [1], поскольку изменением содержания висмута можно эффективно управлять оптическими свойствами приборов на их основе. Интерес к висмутсодержащим гетероструктурам связан также с возможностью получения полупроводниковых наноструктур с характерными размерами 1-100 нм, вследствие того, что фермиевская длина волны электронов у висмута велика (40 нм). Это дает возможность получать висмутсодержащие сверхрешетки методом градиентной жидкофазной кристаллизации (ГЖК) [2], важнейшее преимущество которого по сравнению с другими методами получения гетероструктур заключается в существенно меньшей стоимости технологии, меньшей сложности технологического процесса и менее жестким требованиям к чистоте исходных материалов.

Технологические трудности выращивания висмутсодержащих твердых растворов до последнего времени замедляли их широкое практическое внедрение. Однако недавние достижения в данной области [1] открывают новые перспективы его получения и применения. Вследствие этого возрастает интерес к фундаментальным свойствам - таким как электронная зонная структура, а следовательно, оптическим и фотоэлектрическим характеристикам указанных материалов [3]. В связи с этим в настоящее время происходит как интенсивное развитие теории явлений в малых объектах (сверхрешетках), так и разработка новых методов их получения.

Существует целый набор методик расчета электронных состояний в квантово-размерных системах [4]. Для практических целей требуются экспрессные методы расчета, дающие достаточную точность и содержащие по возможности меньшее количество параметров. С этой точки зрения безусловным лидером является так называемый метод огибающей волновой функции (иногда его называют еще методом эффективной массы). Это приближенный метод, содержащий ряд эмпирических параметров. Как показывают многочисленные сопоставления с экспериментом, он позволяет не только качественно, но и количественно с высокой точностью описать многообразие явлений в гетероструктурах. Приближенность метода в значительной мере компенсируется его гибкостью, простотой и малым количеством фигурирующих эмпирических параметров. Указанные особенности ^/-содержащих гетеросистем делают задачи моделирования их электронного спектра весьма привлекательными. Ряд возможностей получения гетероструктур с заданными свойствами, которые открывает метод ГЖК сулит вполне определенные перспективы в технологии новых приборов ИК оптоэлектроники. Все это делает настоящую работу актуальной и своевременной.

Целью работы является расчет энергетического спектра многослойных структур /я56 1хВг/1п8Ь и Са5Ь].хВг/Са5Ь и разработка технологии их получения. Для реализации поставленной цели были поставлены следующие задачи:

- Расчет энергетических уровней, электронного спектра, распределение огибающей волновой функции по толщине гетероструктур, распределение вероятностей обнаружения электрона в различных слоях многослойных гетероструктур /я56 1.хВУ1п5Ь и СаБЬ,.хВУСа8Ь.

- Моделирование фазовых равновесий в упругонапряженных гетеросистемах /и-56-5/и (7а-56-5/.

- Разработка технологии получения многослойных гетерокомпозиций ЫБЬ¡.уВУЫБЪ и ОаБЬ с толщинами слоев порядка 0,1 мкм.

- Расчет спектров отражения и пропускания многослойных гетеросистем /«5Ь;.ЛЛ/Л//«5Ь и ОаЗЬ/.хВ^ОаЗЬ.

- Определение областей применения гетеросистем /«56¡.хВ1х/1п8Ь и

GaSb¡.ßiJGaSb и разработка соответствующих практических рекомендаций. На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Многослойная структура GaSb ¡.xBiJGaSb при толщине слоев 0,1 мкм в диапазоне составов х < 0,008 имеет энергетический спектр с расщеплением уровней энергии на 2 разрешенные минизоны. При увеличении числа слоев происходит расширение электронного спектра за счет добавления новых энергетических уровней.

2. Многослойная структуры InSbi^BiJInSb при толщине слоев 0,1 мкм в диапазоне составов х < 0,03 имеет энергетический спектр с расщеплением уровней энергии на 3 разрешенные минизоны. Установлено, что увеличение числа слоев для данной сверхрешетки ведет к смещению спектра в более длинноволновую область ИК-излучения.

3. Распределение огибающей волновой функции по толщине слоев и распределение вероятности обнаружения электрона для многослойной системы

GaSb¡.ßi/GaSb.

4. Многослойные структуры InSb¡.ßiy/InSb и GaSb/ ХВiJGaSb могут быть получены методом ГЖК с принудительной гидравлической сменой растворов в ростовом канале. Данная методика позволяет получать сверхтонкие слои порядка 100 нм.

5. Способ получения многослойных упругонапряженных гетероструктур InSbi.ßiJInSb и GaSbi.xBiy/GaSb основывается на идее уменьшения времени контакта переохлажденного раствора-расплава с подложкой за счет увеличения скорости перемещения подложки относительно растворов-расплавов в ячейках уменьшенных размеров. Данная методика позволяет получать слои заданной толщины за счет изменения размеров ячеек, содержащих растворы-расплавы.

6. Варьируя число слоев многослойной InSb¡.ßiJInSb и GaSbj.ßi/GaSb структуры, можно менять ее показатель пропускания (отражения).

Научная новизна работы:

1. Проведен расчет энергетических уровней, электронного спектра, распределение огибающей волновой функции по толщине гетероструктур, распределение вероятностей обнаружения электрона в различных слоях многослойных гетероструктур 1п8Ъ1.хВ1х/1п8Ъ и Са8Ъ1.хВУОа8Ь.

2. Проведен учет влияния упругих напряжений на смещение гетерогенных равновесий систем 1пЗЬ!хВ1х/1пЗЬ и СаБЬ¡^Вг/ОаЗЬ.

3. Разработана технология получения многослойных структур 1п8Ь ¡.хВ1/1п8Ь и ОаБЬ 1хВ1х/Оа5Ь заданной толщины.

4. Произведен расчет спектров отражения и пропускания многослойных ге-теросистем 1п8Ъ ¡.хВУ1п8Ь и ОаБЬ/.хВ1у/СаЗЬ.

5. Разработаны конструкция фотоприемного устройства на основе сверхрешетки 1п8Ъ 1.хВУ1п8Ъ и конструкция квантового каскадного лазера на основе многослойной структуры ОаЗЪ ¡.хВ1х/Оа8Ь.

Практическое значение работы:

- Получены многослойные структуры 1п8Ь¡.хВ1х/1п8Ь и Са8Ь ¡^ВуОаЗЬ методом ГЖК с принудительной гидравлической сменой растворов-расплавов в ростовом канале.

- Разработана технология получения многослойных структур толщиной порядка 0,1 мкм и технология получения слоев заданной толщины.

- Разработаны конструкция фотоприемника на основе сверхрешетки 1пЗЬ¡.хВ1у/1пЗЪ с длиной волны принимаемого излучения Х = 1 ~\\ мкм.

- Разработана конструкция квантового каскадного лазера на основе многослойной структуры Оа8Ь ¡^ВУСаЗЬ, работающего на межуровневых переходах с длинами волн генерации Л, = 4,5 мкм и А? =8,9-И 3,8 мкм.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на семинарах в лаборатории физики полупроводников ВИ(ф) ЮРГТУ (НПИ), на семинарах проблемной лаборатории физики ЮРГТУ (НПИ), на восьмой международной научно-технической конференции (Таганрог, 2002 г.), на международной конференции (Ульяновск, 2002 г.), на международной научной конференции (Иваново, 2002).

По результатам исследований опубликовано 8 печатных работ, в которых изложены основные положения диссертации. Основные результаты работы получены автором самостоятельно.

Диссертация изложена на 154 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, заключительных выводов и списка используемой литературы из 139 наименований.

Основные выводы

1. Для многослойной системы ОаЗЬхВ1].х/Са8Ь произведен расчет электронного спектра. Показано, что при увеличении числа слоев происходит расширение электронного спектра за счет добавления новых энергетических уровней. Для данной системы рассчитано распределение огибающей волновой функции по толщине гетероструктуры, а также распределение вероятностей обнаружения электронов в различных слоях системы.

2. Для многослойной системы ¡пБЬ]хВ1х/1п8Ь также произведен расчет энергетического спектра. Установлено, что увеличение числа слоев для данной сверхрешетки ведет к смещению спектра в более длинноволновую область ИК-излучения (с Я - 9,\мкм до Я = 11,8мкм при х=0,03).

3. Получены фазовые диаграммы, отражающие влияние упругих напряжений на смещение фазовых равновесий гетеросистем 1п8ЬхВ11х/1п8Ь и Оа8Ь^1.х Юа8Ь. Установлено, что при уменьшении температуры эпитаксии уменьшается влияние упругих напряжений на распределение мольных долей компонентов и на коэффициенты распределения компонентов. При увеличении мольной доли висмута в расплаве увеличивается влияние упругих напряжений на распределение компонентов в твердой фазе.

4. Разработана технология получения многослойных структур 1п8Ь]-хВ1х/1п8Ь и Оа8Ь1.хВ1х/Оа8Ъ методом ЗПГТ с принудительной гидравлической сменой растворов в ростовом канале. Данная технология позволяет получать сверхтонкие слои порядка 100 нм.

5. Разработана технология получения многослойных упругонапряженных гетероструктур 1п8Ь]хВ1х/1п8Ь и Оа8Ь}.хВ1х/Са8Ь, в основе которой лежит идея уменьшения времени контакта переохлажденного раствора-расплава с подложкой за счет увеличения скорости перемещения подложки относительно растворов-расплавов в ячейках уменьшенных размеров. Данная технология получает получать слои заданной толщины за счет изменения размеров ячеек, содержащих растворы-расплавы.

6. Решена задача распространения света через структуру с квантовыми ямами ЫБЪ 1.хВ1х/1пБЬ и СаЗЬ].хВ1х/СаЗЬ. Произведен расчет спектра отражения и пропускания данных структур. Показано, что варьируя число слоев многослойной структуры, можно менять ее показатель пропускания (отражения).

7. Многослойную структуру 1пЗЬ].хВ1/1пЗЬ можно применять в качестве отражателей (брэгговских зеркал) при числе слоев 11 и более, толщине слоев 0,1 мкм. При угле падения излучения О0 = 0° многослойная структура структура 1пЗЬ¡хВ1,/1п8Ъ имеет наибольший коэффициент пропускания, и может быть использована в фотоприемных устройствах с длинной волны

Я = 7 + П МКМ.

8. На основе многослойной структуры СаЗЪ 1хВ'^СаЗЬ с содержанием висмута в твердой фазе х<0,008 может быть изготовлен квантовый каскадный лазер, работающий на межуровневых переходах с длинами волн излучения л, = 4,5 мкм и Л2 = 8,9-н 13,8 мкм. При расстоянии между зеркалами резонатора примерно 800 мкм пороговая плотность токаимела при Т=300

• Означение «2,5-106А/м2 (пороговый ток /,Л =230мА).

138

1. Р.Х. Акчурин, Д.В. Комаров. - ЖТФ, 1997, т. 67, №7, с. 42.

2. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Благин A.B. Градиентная жидкофазная кристаллизация многокомпонентных полупроводниковых материалов. Изд-во РГУ, 2003. 286 с.

3. В.Г. Дейбук, Я.И. Виклюк, И.М. Раренко. ФТП, 33, 289 (1998).

4. Силин А.П. Полупроводниковые сверхрешетки. Успехи физических наук, т. 147, вып.З., ноябрь, 1985.

5. Ж.И. Алферов. ФТП, 32, 3 (1997).

6. H.H. Леденцов, В.М. Устинов, В.А. Щукин, П.С. Копьев, Ж.И. Алферов, Д. Бимберг. ФТП, 32, 385 (1998).

7. С. Weisbuch, В. Vinter. Quantum semiconductor structures. Fundamentals and Applications. Academic Press. 1991.

8. Келдыш Л.В. ФТТ, 1962, т.4, c.2265.

9. Chang L.L., Esaki L., Howard W.E., Ludeke R., Schul G. J. Vac. Sei. and Technol., 1973, v. 10, p. 665.

10. Cho A.Y., Arthur J.R. Progr. Sol. State Chem., 1975, v. 10, p. 157.

11. Esaki L. Lect. Not. Phys., 1980, v. 133, p. 302.

12. Esaki L., Tsu R. IBM J. Res. and Develop., 1970, v. 14, p. 61.

13. Voisin R. Springer Ser. Sol. State Sei., 1984, v. 53, p. 192.

14. Camras M.D., Brown J.M., Holonyak N. Jr., Nixon M.A., Kalinsky R.W., Ludowise M.J., Dietze W.T., Lewis C.R. J. Appl. Phus., 1983, v. 54, p. 6183.

15. Dohler G.H. Adv. Phus., 1983, v. 32,p.258.

16. Ploog K. Springer Ser. Sol. State Sei., 1984, v. 53, p. 220.

17. Dohler G.H. Phus. Scripta, 1981, v. 24, p. 230.

18. Esaki L. In: Proc. of Intern. Conference on Phusics of of Herojunctions. - Budapest, 1971, v. 1, p. 383.

19. Алферов Ж.И., Жиляев Ю.В., Шмарцев Ю.В. Ф.Т.П., 1971, т.5, с.

20. Ploog К., Dohler G.H. Adv. Phys., 1983, v. 32, p. 285.

21. Haal G.G., Phil. Mag., 43, 338 (1952).

22. Coulson C.A., Redei L.R., Stocker D., Proc. Soc., A270, 357 (1962).

23. Leman G., Friedel J., J. Appl. Phys., 33, 281 (1962).

24. Harrison W.A., Ciraci S., Phys. Rev., BIO, 1516 (1974).

25. Lannoo M., Decarpigny J.N., Phys. Rev., B8, 5704 (1973).

26. Harrison W.A., Phys. Rev., B8, 4487 (1973).

27. Mott N.F., Jones H., Theory of the Properties of Metals and Alloys, Clarendon Press, Oxford, 1936.

28. Phillips J.C., Bonds and Bands in Semiconductors, Academic Press, New York, 1973.

29. Harrison W.A., Phys., Rev., B14, 702 (1976).

30. Herring C., Phys. Rev., 57, 1169 (1940).

31. Herman F., Phys. Rev., 93, 1214 (1954).

32. Chelikovsky J.R., Cohen M.L., Phys. Rev., B14, 556 (1976).

33. Китель Ч. Квантовая теория твердых тел. М.: Наука, 1967.

34. Харрисон У. Теория твердого тела. М.: Мир, 1972.

35. Cardona M.J. Phys. Chem. Solids, 24, 1543 (1963).

36. Lawaetz P., Phys., Rev., B4, 3460 (1971).

37. Харрисон У. Электронная структура и свойства твердых тел. М.: Мир, 1982.

38. R. Dingle, H.L. Stormer, H.L. Gossard, W. Wiegmann. Appl. Phus. Lett., 33, 665 (1978).

39. Шик А.Я. ФТП, 1974, т. 8, с. 1841.

40. Meiman N.N. J. Math. Phys., 1983, v. 24, p. 539.

41. Bimberg D., Christen J., Steckenborn A. Springer Ser. Sol. State Sci., 1984, v. 53, p. 136.

42. Weisbuch C., Miller R.C., Dingle R., Glossard A.C., Wiegmann W. -Sol. State Commun., 1981, v. 37, p. 219.

43. Lambert B., Deveand B., Regreny A., Talalaeff G. Phusika. Ser. B, v. 117-118, p. 717.

44. Bastard G. Phus. Rev. Ser. B, 1981, v. 24, p. 4714.

45. Jarosik N.C., McCombe B.D., Shanabrook B.V., Comas J., Wicks G. -In, p. 507.

46. Mailhot C., Chang Y.C., McGill T.C. Phus. Rev. Ser. B, 1982, v. 26, p.4449.

47. Tsang W.T. Appl. Phus. Lett., 1981, v. 39, p.786.

48. Chiu R., Holonjak N. Jr., Vojak B.A., Hess K., Dupuis R.D., Dapkus P.D.-Ibidem, 1980, v. 36,p.l9.

49. Datta N.K. J. Appl. Phus., 1983, v. 54, p. 1236.

50. Voisin P. Springer Ser. Sol. State Sei., 1984, v. 53, p. 192.

51. Ludovise M.J., Dietze W.T., Lewis C.R., Holonyak N.Jr., Hess K., Camras M.D., Nixon M.A. Appl. Phus. Lett., 1983, v. 42, p. 257.

52. Chin L.S., Smith J.C., Magralit S., Yariv A. Appl. Phus., Lett., 1983, v. 43, p. 331.

53. Iafrate G. I., Ferry D.K., Reich R.K. Surf. Sei., 1982, v. 113, p. 458.

54. Esaki L., Chang L.L. Phus. Rev. Lett., 1974, v. 33, p. 495.

55. Tsu R., Chang L.L., Sai Halasz G.A., Esaki L., Ibidem, 1975, v. 34, p.1509.

56. Kakalios J., Frietzsche H. Ibidem, p. 503.

57. Bastard G. Phys. Rev. Ser. B. 1981, v. 24, p. 5693.

58. Takaoka H., Chang C.A., Mendez E.E., Chang L.L., Esaki L. Physika, Ser. B, 1983, v. 117-118, p. 741.

59. Mukherji D., Nag B.R. Phus. Rev. Ser. B, 1975, v. 30, p. 651.

60. Kane E.O. J. Phys. Chem. Sol., 1957, v. 1, p. 249.

61. Ploog K., Kunzel H. Microelectron. J., 1982, v. 13, p. 111.

62. Dohler G.N. Phus. Scripta, 1981, v. 24, p. 230.

63. Келдыш Л.В. ЖЭТФ, 1958, т. 34, с. 1138.

64. A. Y. Cho. J. Vac. Sci. Technol., 8, 31 (1971); A.Y. Cho. Appl. Phus. Lett., 19., 467 (1971).

65. H.M. Manasevit., Appl. Phus. Lett., 12, 156 (1968).

66. R.D. Dupuis, R.D. Dapkus. Appl. Phus. Lett., 31, 466 (1977).

67. G. Osborn. J. Appl. Phus., 53, 1586 (1982).

68. M. Ludowise, W.T. Dietze, C.R. Lewis, M.D. Camras,N. Holonyak, B.K. Fuller, M.A. Nixon. Appl. Phus. Lett., 42, 487 (1983).

69. E. Rezek, H. Shichijo, B.A. Vojak, N. Holonyak Jr. Appl. Phus. Lett., 31,534(1977).

70. Ж.И. Алферов, Д.З. Гарбузов, И.Н. Арсентьев, Б.Я. Бер, JI.C. Вавилова, В.В. Красовский, А.В. Чудинов. ФТП, 19, 1108 (1985).

71. Ж.И. Алферов, В.М. Андреев, А.А. Воднев, С.Г. Конников, В.Р. Ларионов, К.Ю. Погребицкий, В.Д. Румянцев, В.Д. Хвостиков. Письма ЖТФ, 12, 1089(1986).

72. Ж.И. Алферов, Д.З. Гарбузов, К.Ю. Кижаев, А.Б. Нивин, С.А. Никишин, А.В. Овчинников, З.П. Соколова, И.С. Тарасов, А.В. Чудинов. Письма ЖТФ, 12, 210 (1986).

73. Ж.И. Алферов, Н.Ю. Антонишкис, И.Н. Арсентьев, Д.З. Гарбузов, В.И. Колышкин, Т.Н. Налет, Н.А. Стругов, А.С. Тикунов. ФТП, 22, 1031 (1988).

74. Ж.И. Алферов. ФТП, 1, 436 (1967).

75. Лозовский В.Н., Лунин Л.С. Пятикомпонентные твердые растворы соединений АЗВ5 //РРГУ.- 1992.- С. 192.

76. Андреев В.М., Долгинов Л.М., Третьяков Д.Н. Жидкостная эпитаксия в технологии полупроводниковых приборов. М., 1975. 320 с.

77. Уфимцев В.Б., Акчурин Р.Х. Физико-химические основы жидкофазной эпитаксии. М., 1983. 221 с.

78. Deith R.N. Liguid phase epitaxial grow of gallium arsenide under transient thermal conditions // J. Cryst. Grow- 1970-7.1.69-73.

79. Мильвидский М.Г., Пелевин О.В., Сахаров В.Б. Физико-химические основы получения разлагающихся полупроводниковых соединений. М., 1968. 392 с.

80. Грачев В.М., Сабанова Л.Д. Методы и аппаратура жидкостной эпитаксии. М., 1974. 41 с.

81. Woodall J.M. Isothermal solution mixing grow of thin GalnAs layers // J. Electrichem . Soc. 1981. - 118.1.150. - 152.

82. Rode D.L. Isothermal diffusion theory of LPE: GaAs, GaP bubble// J.Cryst. Growth. 1983. - 20.1.13-23.

83. Hsieh J.J. Thickness and surface morphology of GaAs LPE Lazer growth by supercolling, equilibring-cooling and twophase solution technigues// Ibid.-1977.-№ l.-P. 49-55.

84. Kusunaku Т., Nakajima К. The effect of growth temperatures and impurity doping on composition of LPE InGaAsP on InP// Ibid 59.387.-392.

85. Иоффе А.Ф. Два новых применения явления Пельтье // ЖТФ. 1956. Т. 26. С. 478-482.

86. Геворкян В.А., Голубев Л.В., Петросян С.Г., Шик А.Я., Шмарцев Ю.В. Электрожидкостная эпитаксия -1, II // Там же, 1977. Т. 47. Вып. 6.- С. Z306-I3I3,13I4-I3I8.

87. Демин В.Н., Румянцев Ю.М., Кузнецов Ф.А., Буждан ЯМ. // Процессы роста полупроводниковых кристаллов и пленок. Новосибирск, 1981. С. 67-73.

88. Хачатурян O.A., Авакян М.С., Аракелян В.Б. Влияние постоянного тока на процессы жидкофазной эпитаксии. Ереван, 1987. С. 57.

89. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Попов B.II. Зонная перекристаллизация градиентом температуры полупроводниковых материалов. М., 1987. 232 с.

90. Ое К., Sugiyama К. «Appl. Phys. Lett.», 1978, v.33, p. 449.

91. Болховитянов Ю. Б., В. И. Юдаев Начальные стадии формированиял сновой фазы при жидкофазной гетероэпитаксии соединений AB// Новосибирск: ИФП. 1986. 113 с.

92. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Николаева Е.А. Получение твердьк растворов методом зонной перекристаллизации AlxGaixAs градиентом температуры // АН СССР. Неорганические материалы. 1975. Т. II. № 7.- С. Д65-П68.

93. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Попов В.П. Зонная перекристаллизация Лею AlxGa!.xAs градиентом температуры // Кристаллизация и свойства кристаллов. Новочеркасск, 1975. Вып. 2. С. 90-92.

94. Лунин Л.С., Попов В.П., Салелкин С.И., Сушков В.П. Выращивание эпитаксиальных слоев AlxGai.xAs из жидкой фазы в поле температурного градиента // Там же. 1976. Вып. 3. С. 55-61.

95. Буддо В.И., Лозовский В.Н., Лунин Л.С. и др. Получение толстых эпитаксиальных слоев AlxGaixAs методом зонной перекристаллизации градиентом температуры // Микроэлектроника АН СССР. 1978. Т. 7. Вып. I. С. 70-73.

96. Ратушный В. И., Мышкин А. Л., Сысоев И. А., Разумовский П. И. // Кристаллическое совершенство пятикомпонентных гетероструктур AlInGaPAs/GaAs. Оптика полупроводников: Тр. междунар. конф.-Ульяновск: Изд-во УлГУ, 2000. С. 164.

97. Лозовский В.Н., Лунин Л.С., Кучерук В.П., Кеда А.И. Распределение Те и Ge в слоях AlxGai.xAs // Изв. АН СССР. Неорган, материалы. 1977. Т. 13. №6. С. 952-955.

98. Лозовский В.Н., Лунина О.Д. Эпитаксия варизонных слоев AlxGai xAs в температурного градиента // Там же. 1980. Т. 16. № 2. С. 213-215.

99. Благин A.B. Зонная перекристаллизация градиентом температуры в многокомпонентных гетеросистемах на основе антимонида индия: Дис. к. т. наук. Новочеркасск, 1996.

100. Лунин Л.С., Благин A.B., Драка O.E. Исследования энергетического спектра в системе квантовых ям для гетеросистемы InSbj. xBix/InSb. // Изв. вузов. Сев.- Кавк. регион. Ест. науки. 2002, №1. С. 84-87.

101. Алфимова Д.Л., Благин A.B., Лунин Л.С. Лавинные фотодиоды на основе сверхрешетки InSb-InSbBi. // Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники: Тр. седьмой междунар. науч.-техн. конф. -Таганрог: ТРТУ, 2000. 4.1. С. 172-174.

102. Благин A.B. О механизме формирования сверхрешеточных структур в ходе кристаллизации многокомпонентных висмутидов. // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2000. № 2. С. 78-80.

103. Уфимцев В.Б., Зиновьев В.Г., Раухман Н.Р. Гетерогенные равновесия в системе In-Sb-Bi и ЖФЭ твердых растворов на основе InSb // Изв. АН СССР. Неорган, материалы. 1979. Т. 15. № 10. С. 1740 1743.

104. Марончук И.Е., Шутов C.B., Кумоткина Т.Ф. Выращивание эпитаксиальных слоев арсенида галлия из раствора в расплаве висмута // Изв. РАН. Неорганические материалы. 1995. т.31. №12. С.1520-1522.

105. Anthony T.R., Cline Н.Е. The kinetics of droplet migration in solids in an acceleration field // Phil. Mag. 1970. V.22. №178. P. 893 901.

106. Акчурин Р.Х., Акимов О.В. Тонкослойные упругонапряженные гетероструктуры InAsi.x.ySbxBiy/InSb: расчет некоторых физических параметров. // Физика и техника полупроводников. 1995. Т.29. Вып.2. С.362-369.

107. Clusters of atoms and molecules. // Springer Series in Chemical Physics, Berlin, Heidelberg, Springer Verlag, 1994. V.52.

108. Jean-Louis A.M., Ayrault В., Vargas J. // Phys. St. Sol. 1969. V.34. P.341.

109. G.C. Osborn .// J.Vac. Sei. Technol. 1984. V.2. №2. P. 176.

110. А.И. Ансельм. Введение в теорию полупроводников. Москва, Наука, 1978, 276с.

111. G. Bastard, J.A. Brum, R. Ferreira. Electronic states in semiconductor heterostruetures in Solid State Physics, Vol. 44, p.279, New-York, Academic Press, 1991.

112. JI.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, Квантовая механика. Москва, Наука,1974.

113. Jordan A .S., Ilegems М . Solid Liquid Equilibria for Quaternary Solid Solution Involving Compound Semiconductors // J. Phys. and Cem Solids .1975. V. 36. № 4. P. 329-342.

114. P.X. Акчурин, Д.В. Комаров. ЖТФ, 1997, т. 67, №7, с. 50.

115. Gordon R.G., Kim Y.S., J.Chem.Phys., 56, 292 (1972).

116. Madelung J., Gott. Nach., 100 (1909).

117. Brown F.C., Physics of Solids, Bengamin, New York, 1967.

118. Lenard-Jones J.E., Proc. Roy Soc., A 106,441 (1924).

119. Lenard-Jones J.E., Proc. Roy Soc., A 109,441 (1925).

120. BernardersN., Phys., Rev., 112, 1534 (1958).

121. Kittel C. Introduction to Solid State Physics, 5th ed., John Wiley and Sons, New York, 1976.

122. Kellerman E.W., Phil. Roy. Soc. (London), A238, 513 (1940).

123. Born M., Huang K., Dynamical Theory of Crystal Lattice, Clarendon Press, Oxford, 1954.

124. Wallace D.C., Thermodynamics of Crystals, John Willey and Sons, New York, 1972.

125. P.X. Акчурин, В.Г. Зиновьев. Кристаллография, 27,3 (1982).

126. Yokouchi N., Yamanaka N., Iwai N., Kasukawa A. // Electron. Lett. 1995. V. 31. N2. P. 104-105.

127. Иванов M.A., Ильин Ю.В., Ильинская Н.Д., Корсакова Ю.А., Лешко А.Ю., Лунев А.В., Лютецкий А.В., Мурашова А.В., Пихтин Н.А., Тарасов И.С. // Письма в ЖТФ. 1995. Г. 21. В. 5. С. 70-75.

128. Акчурин Р.Х. // Физико-химические процессы в микроэлектронике. М.: МИХТ, 1990. С. 318-342.

129. Акчурин Р.Х., Сахарова Т.В., Жегалин В.А. // Изв. вузов. Сер. Цветные металлы. 1994. Вып. 7. С. 23-27.

130. Айтиева Г.Т., Бессолов В.Н., Клименко С.Е. и др. // Письма в ЖТФ. 1985. Т. 11. Вып. 8. С. 465-469. • 136. М. Борн, Э. Вольф, Основы оптики, (М., Наука, 1970).

131. Intersubband transitions in qantum wells / Ed. E. Rosencher, B. Levine // NATO ASI Series. Ser. B. Phusics. V. 288. Plenum Press. N.-Y. and London, 1992.

132. Faist J, Capasso F., Sivico D.L. et al. 1994. V. 264. P. 553-556.

133. Gauthier O.-Lafaye, Sauvage S. Boucaund P. et. al. // Appl. Phus. Lett. 1997. V.