Гетероструктуры GazIn1–zPxAsySb1–x–y/InSb для термофотоэлектрических преобразователей

Авторы

  • Лунина М.Л. Федеральный исследовательский центр Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Russian Federation ORCID 0000-0002-9900-3767
  • Лунин Л.С. Федеральный исследовательский центр Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону; Северо-Кавказский федеральный университет, Ставрополь, Russian Federation ORCID 0000-0002-5534-9694
  • Пащенко А.С. Федеральный исследовательский центр Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону; Северо-Кавказский федеральный университет, Ставрополь, Russian Federation ORCID 0000-0002-7976-9597
  • Донская А.В. Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова, Новочеркасск, Russian Federation ORCID 0000-0002-0548-9517
  • Столяров М.С. Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова, Новочеркасск, Russian Federation ORCID 0009-0001-1524-4935

УДК

538.958

DOI:

https://doi.org/10.31429/vestnik-20-2-63-69

Аннотация

Методом зонной перекристаллизации градиентом температуры выращены гетероструктуры GaInPAsSb/InSb для термофотоэлектрических (ТФЭ) преобразователей, работающих в интервале длин волн 1800–5600 nm. Использование пятикомпонентных твердых растворов GaInPAsSb в качестве активной области термофотопреобразователей позволяет повысить величину внешнего квантового выхода до 0,95 в спектральном диапазоне 2700–4700 nm.

Ключевые слова:

гетероструктуры, ширина запрещённой зоны, спинодальный распад, фотолюминесценция, спектральные характеристики

Финансирование

Выращивание экспериментальных образцов и расчеты спинодальных распадов выполнены в рамках государственного задания ФИЦ ЮНЦ РАН № 122020100254-3. Измерение спектральных характеристик выполнено с использованием ресурсов центра коллективного пользования Северо-Кавказского федерального университета и при финансовой поддержке Минобрнауки России, уникальный идентификатор проекта RF-2296.61321X0029 (соглашение № 075-15-2021-687).

Информация об авторах

Марина Леонидовна Лунина

канд. физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физики и технологии наногетероструктур для СВЧ-электроники и фотоники Южного научного центра РАН

e-mail: marluna14@mail.ru

Леонид Сергеевич Лунин

д-р физ.-мат. наук, главный научный сотрудник, профессор лаборатории физики и технологии наногетероструктур для СВЧ-электроники и фотоники Южного научного центра РАН; главный научный сотрудник НОЦ фотовольтаики и нанотехнологий Северо-Кавказского федерального университета

e-mail: lunin_ls@mail.ru

Александр Сергеевич Пащенко

канд. физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физики и технологии наногетероструктур для СВЧ-электроники и фотоники Южного научного центра РАН; старший научный сотрудник НОЦ фотовольтаики и нанотехнологий Северо-Кавказского федерального университета

e-mail: as.pashchenko@gmail.com

Алина Валентиновна Донская

аспирант, ассистент кафедры физики и фотоники Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) им. М.И. Платова

e-mail: alina_donskaya.8@mail.ru

Михаил Сергеевич Столяров

аспирант, ассистент кафедры физика и фотоника Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) им. М.И. Платова

e-mail: dochow@mail.ru

Библиографические ссылки

  1. Malevskaya, A.V., Kalyuzhnyy, N.A., Malevskii, D.A., Mintairov, S.A., Nakhimovich, M.V., Soldatenkov, F.Y., Shvarts, M.Z., Andreev, V.M., Nadtochiy, A.M., Infrared (850 nm) light-emitting diodes with multiple InGaAs quantum wells and "back" reflector. Semiconductors, 2021, vol. 55, pp. 686–690. DOI: 10.1134/S1063782621080121
  2. Малевская, А.В., Калюжный, Н.А., Минтаиров, С.А., Салий, Р.А., Малевский, Д.А., Нахимович, М.В., Ларионов, В.Р., Покровский, П.В., Шварц, М.З., Андреев, В.М., Высокоэффективные (EQE=37.5%) инфракрасные (850 нм) светодиоды с брэгговским и зеркальным отражателями. Физика и техника полупроводников, 2021, т. 55, № 12, с. 1218–1222. [Malevskaya, A.V., Kalyuzhnyy, N.A., Mintairov, S.A., Salii, R.A., Malevskii, D.A., Nakhimovich, M.V., Larionov, V.R., Pokrovskii, P.V., Shvarts, M.Z., Andreev, V.M., High efficiency (EQE=37.5%) infrared (850 nm) light-emitting diodes with bragg and mirror reflectors. Semiconductors, 2021, vol. 55, no. 12, pp. 1218–1222. (in Russian)] DOI: 10.21883/FTP.2021.12.51709.9711
  3. Lang, R., Schön, J., Lefèvre, J., Boizot, B., Dimroth, F., Lackner, D., Radiation hardness and post irradiation regeneration behavior of GaInAsP solar cells. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2020, vol. 211, pp. 110551–11057. DOI: 10.1016/j.solmat.2020.110551
  4. Khvostikov, V.P., Pokrovskii, P.V., Khvostikova, O.A., Pan'chak, A.N., Andreev, V.M., High-efficiency AlGaAs/GaAs photovoltaic converters with edge input of laser light. Technical Physics Letters, 2018, vol. 44, no. 9, pp. 776–778. DOI: 10.1134/S1063785018090079
  5. Потапович, Н.С., Нахимович, М.В., Хвостиков, В.П., Фотоэлектрические преобразователи узкополосного излучения на основе гетероструктур InGaAsP/InP. Физика и техника полупроводников, 2021, т. 55, №11, с. 1091–1094. [Potapovich, N.S., Nakhimovich, M.V., Khvostikov, V.P., InGaAsP/InP photovoltaic converters for narrow-band radiation. Semiconductors, 2021, vol. 55, no. 11, pp. 1091–1094. (in Russian)] DOI: 10.21883/FTP.2021.11.51566.9688
  6. Liu, R., Shterengas, L., Stein, A., Kipshidze, G., Zakharov, D., Kisslinger, K., Belenky, G.L., Photonic crystal surface emitting diode lasers with λ near 2 μm. Photonics, 2022, vol. 9, no. 12, pp. 891–898. DOI: 10.3390/photonics9120891
  7. Cheng, H., Lin, S., Li, Z., Sun, K., Lee, C., PCSEL performance of type-I InGaAsSb double-QWs laser structure prepared by MBE. Materials, 2019, vol. 12, no. 2, pp. 317–326. DOI: 10.3390/ma12020317
  8. Gastellóu, E., García, R., Herrera, A.M., Ramos, A., García, G., Robles, M., Rodríguez, J.A., Ramírez, Y.D., Carrillo, R.C., Isotherm theoretical study of the AlxGa1-xAsySb1-y quaternary alloy using the regular solution approximation for its possible growth via liquid-phase epitaxy at low temperatures. Entropy, 2022, vol. 24, no. 12, pp. 1711–1718. DOI: 10.3390/e24121711
  9. Айдаралиев, М., Зотова, Н.В., Карандашев, С.А., Матвеев, Б.А., Ременный, М.А., Стусь, Н.М., Талалакин, Г.Н., Шустов, В.В., Кузнецов, В.В., Когновицкая, Е.А., Изопериодные структуры GaInPAsSb/InAs для приборов инфракрасной оптоэлектроники. Физика и техника полупроводников, 2002, т. 36, №8, с. 1010–1015. [Aydaraliev, M., Zotova, N.V., Karandashov, S.A., Matveev, B.A., Remennyi, M.A., Stus', N.M., Talalakin, G.N., Kuznetsov, V.V., Kognovitskaya, E.A., GaInPAsSb/InAs isoperiodic structures for infrared optoelectronic devices. Semiconductors, 2002, vol. 36, no. 8, pp. 1010–1015. (in Russian)]
  10. Алфимова, Д.Л., Лунин, Л.С., Лунина, М.Л., Пащенко, А.С., Чеботарев, С.Н., Выращивание и свойства изопериодных твердых растворов GaInPSbAs на подложках арсенида индия. Физика твердого тела, 2016, т. 58, №9, с. 1695–1700. [Alfimova, D.L., Lunin, L.S., Lunina, M.L., Pashchenko, A.S., Chebotarev, S.N., Growth and properties of isoperiod GaInPSbAs solid solutions on indium arsenide substrates. Physics of the Solid State, 2016, vol. 58, no. 9, pp. 1695–1070. (in Russian)]
  11. Лунин, Л.С., Лунина, М.Л., Алфимова, Д.Л., Пащенко, А.С., Пащенко, О.С., Морфология и структурные свойства эпитаксиальных пленок AlGaInSbAs, выращенных на подложках InAs. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2021, т. 33, №5, с. 33–41. [Lunin, L.S., Lunina, M.L., Alfimova, D.L., Pashchenko, A.S., Pashchenko, O.S., Morphology and structural properties of AlGaInSbAs epitaxial films grown on InAs substrates. Journal of surface investigation: X-Ray, synchrotron and neutron techniques, 2021, vol. 33, no. 5, pp. 33–41. (in Russian)] DOI: 10.31857/S1028096021050137

Загрузки

Выпуск

2023. Том 20. № 2

Раздел

Физика

Страницы

63-69

Отправлено

2023-06-13

Опубликовано

2023-06-30

Как цитировать

Лунина М.Л., Лунин Л.С., Пащенко А.С., Донская А.В., Столяров М.С. Гетероструктуры GazIn1–zPxAsySb1–x–y/InSb для термофотоэлектрических преобразователей // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2023. Т. 20, №2. С. 63-69. DOI: https://doi.org/10.31429/vestnik-20-2-63-69

Copyright (c) 2023 Лунина М.Л., Лунин Л.С., Пащенко А.С., Донская А.В., Столяров М.С.

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.