ул. Профессора Попова, д. 5, Санкт-Петербург, 197022
Коляда Дмитрий Владимирович — младший научный сотрудник
5 Professora Popova Str., St. Petersburg 197022
Dmitry V. Kolyada — Junior Researcher
ул. Профессора Попова, д. 5, Санкт-Петербург, 197022
Фирсов Дмитрий Дмитриевич — канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры микро- и наноэлектроники
5 Professora Popova Str., St. Petersburg 197022
Dmitry D. Firsov — Cand. Sci. (Phys.-Math.), Associate Professor of the Department of Micro- and Nanoelectronics
ул. Профессора Попова, д. 5, Санкт-Петербург, 197022
Комков Олег Сергеевич — доктор физ.-мат. наук, и.о. заведующего кафедрой микро- и наноэлектроники
5 Professora Popova Str., St. Petersburg 197022
Oleg S. Komkov — Dr. Sci. (Phys.-Math.), Acting Head of the Department of Micro- and Nanoelectronics
ул. Профессора Попова, д. 5, Санкт-Петербург, 197022
Соломонов Александр Васильевич — доктор физ.-мат. наук, профессор
5 Professora Popova Str., St. Petersburg 197022
Alexander V. Solomonov — Dr. Sci. (Phys.-Math.), Professor
Методом низкотемпературной инфракрасной фурье-спектроскопии исследованы фотолюминесцентные свойства автоэпитаксиальных слоев арсенида индия. Структуры выращены методом хлоргидридной газофазной эпитаксии на сильнолегированных подложках n+-InAs. Сульфидная пассивация подложек проводилась в одномолярном водном растворе сульфида натрия при комнатной температуре, что приводит к удалению слоя естественного окисла и образованию защищающего поверхность подложки слоя серы. В спектрах фотолюминесценции структур (ФЛ), измеренных на инфракрасном фурье-спектрометре при температуре 8 К, обнаружены три отдельных пика. Пик с энергией 415 мэВ был соотнесен с прямым межзонным переходом в арсениде индия. Мощностная зависимость второго пика, с энергией 400 мэВ, носит сублинейный характер, что позволило отнести его к излучению связанных экситонов. В линии ФЛ третьего пика с максимумом при энергии 388 мэВ наблюдалась тонкая структура с серией близко расположенных пиков, что позволяет отнести данный сигнал к излучению донорно-акцепторных пар. Оценка влияния сульфидизации подложки на качество эпитаксиальных слоев InAs проводилась путем сравнения относительной площади пика ФЛ связанных экситонов для сульфидизированных и не сульфидизированных структур. Показано, что снижение относительной площади пика связанных экситонов после сульфидизации подложки обусловлено уменьшением числа дефектов в автоэпитаксиальных слоях InAs.
Photoluminescent properties of indium arsenide autoepitaxial layers have been investigated by low-temperature Fourier-transform infrared spectroscopy. The structures were grown by hydride vapour-phase epitaxy on heavily doped n+-InAs substrates. Sulfide passivation of the substrates was carried out in a unimolar aqueous solution of sodium sulfide at room temperature, which leads to the removal of the natural oxide layer and the formation of a sulfur layer protecting the substrate surface. Three distinct peaks were detected in the photoluminescence spectra of the structures measured on a Fourier-transform infrared spectrometer at 8 K. The peak with an energy of 415 meV corresponds to the direct interband transition in indium arsenide. The power dependence of the second peak, with an energy of 400 meV, has a sublinear character, which allowed us to attribute it to the emission of bound excitons. A structure with a series of closely spaced peaks was observed in the PL line of the third peak with a maximum at an energy of 388 meV, which allows us to attribute this signal to the emission of donor-acceptor pairs. The effect of substrate sulfidisation on the quality of InAs epitaxial layers was assessed by comparing the relative area of the PL peak of bound excitons for sulfidised and non-sulfidised structures. It is shown that the decrease in the relative peak area of bound excitons after substrate sulfidisation is due to a decrease in the number of defects in the InAs autoepitaxial layers.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.