Выращивание гетероструктур GaInAsSb/GaSb с массивом нанокластеров InSb для фотоэлектрических преобразователей в спектральном диапазоне 800 ≤ λ ≤ 6800 нм

Авторы

  • Лунина М.Л. Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук, Ростов-на-Дону; Южно-Российский Государственный Политехнический Университет (НПИ) им. М.И. Платова, Russian Federation ORCID 0000-0002-9900-3767
  • Лунин Л.С. Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова, Новочеркасск, Russian Federation ORCID 0000-0002-5534-9694
  • Донская А.В. Южно-Российский государственный политехнический университет имени М.И. Платова, Новочеркасск, Russian Federation ORCID 0000-0002-0548-9517

УДК

538.958

DOI:

https://doi.org/10.31429/vestnik-21-3-84-89

Аннотация

Методом зонной перекристаллизации градиентом температуры (ЗПГТ) выращены
массивы нанокластеров InSb на поверхности твердых растворов GaInAsSb, изопериодных с подложкой GaSb. Исследована эволюция морфологии нанокластеров InSb на поверхности GaInAsSb в зависимости от температуры и ее градиента, а также от времени кристаллизации. Установлено, что наибольшая плотность в массиве нанокластеров InSb с размерами 45–60 нм. Спектры фотолюминесценции имеют сложную структуру, а излучательная рекомбинация осуществляется через основные состояния в нанокластерах InSb. Измерение спектров фоточувствительности показали расширение спектрального диапазона в сторону длинных волн по сравнению с GaInAsSb/GaSb (с 4200 до 6800 нм).

Ключевые слова:

зонная перекристаллизация, нанокластеры, гетероструктуры, фотолюминесценция, спектральная чувствительность

Финансирование

Работа выполнена в рамках государственных заданий ФИЦ ЮНЦ РАН №122020100254-3, ФИЦ ЮНЦ РАН №122020100326-7, а также в рамках инициативной НИР ЮРГПУ(НПИ) №ПЗ-392.

Информация об авторах

Марина Леонидовна Лунина

канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры физики и фотоники Южно-Российского государственного политехнического университета; ведущий научный сотрудник лаборатории физики и технологии полупроводниковых наногетероструктур для СВЧ-электроники и фотоники Южного научного центра РАН

e-mail: marluna14@mail.ru

Леонид Сергеевич Лунин

д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры физики и фотоники Южно-Российского государственного политехнического университета

e-mail: lunin_ls@mail.ru

Алина Валентиновна Донская

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

e-mail: alina_donskaya.8@mail.ru

Библиографические ссылки

  1. Timothy, J.C., An overview of thermophotovoltaic generation electricity. Solar Energy Materials & Solar Cells, 2001, vol. 66, pp. 443–452. DOI: 10.1016/S0927-0248(00)00206-3
  2. Andreev, V.M., Khvostikov, V.P., Larionov, V.R., Rumyantsev, V.D., Sorokina, S.V., Shvarts, M.Z., Vasil'ev, V.I., Vlasov, A.S., Tandem GaSb/InGaAsSb thermophotovoltaic cells. Conf. Record of the IEEE Photovoltaic Specialists Conference. Proc. of the 1997 IEEE 26th Photovoltaic Specialists Conference, 1997, pp. 935–938.
  3. Mauk, M.G., Shellenbarger, Z.A., Cox, J.A., Sulima, O., Bett, A.W., Mueller, R.L., Sims, P., McNeely, J.B., DiNetta, L.C., Liquid-phase epitaxy of low-bandgap III-V antimonides for thermophotovoltaic devices. Journal of Crystal Growth, 2000, vol. 211, no. 1–4, pp. 189–193. DOI: 10.1016/S0022-0248(99)00796-4
  4. Левин, Р.В., Власов, А.С., Зотова, Н.В., Матвеев, Б.А., Пушный, Б.П., Андреев, В.М., Свойства эпитаксиальных слоев антимонида галлия, полученных методом газофазной эпитаксии из металлорганических соединений. Физика и техника полупроводников, 2006, т. 40, № 12, c. 1427–1431. [Levin, R.V., Vlasov, A.S., Zotova, N.V., Matveev, B.A., Pushnyi, B.P., Andreev, V.M., Properties of gallium antimonide epitaxial layers grown by MOCVD method. Fizika i tekhnika poluprovodnikov = Semiconductors, 2006, vol. 40, iss. 12, pp. 1427–1431. (in Russian)]
  5. Danilina, E.M., Paschenko, A.S., Estimation of thermodynamic stability of isoperiodic epitaxial structures with GaInSbAs and GaInAsP solid solution. Journal of Physics Conference Series, 2021, vol. 2086, no. 1, p. 012004. DOI: 10.1088/1742-6596/2086/1/012004
  6. Tien, D.N., Kim, J.O., Lee, S.J., Growth of InGaAsSb/GaSb compound for infrared optoelectronic devices. Condensed Matter and Interphases, 2022, vol. 24, no. 2, pp. 250–255.DOI: 10.17308/kcmf.2022.24/9265
  7. Лунина, М.Л., Алфимова, Д.Л., Лунин, Л.С., Пащенко, А.С., Чеботарев, С.Н., Тонкослойные гетероструктуры GaInSbAsPBi/GaSb, полученные из жидкой фазы в поле температурного градиента. Кристаллография, 2017, т. 62, № 1, с. 137–142. [Lunina, M.L., Alfimova, D.L., Lunin, L.S., Pashchenko, A.S., Chebotarev, S.N., Thin-layer GaInSbAsPBi/GaSb heterostructures obtained from the liquid phase in a temperature gradient field. Kristallografiya = Crystallography Reports, 2017, vol. 62, no. 1, pp. 137–142. (in Russian)] DOI: 10.7868/S0023476117010040
  8. Liu, L., Liu, Yg., Zhang, Xm., Liu, B., Zhang, X., Low phase noise and quasi-tunable millimeter-wave generator using a passively InAs/InP mode-locked quantum dot laser. Optoelectronics Letters, 2020, vol. 16, no. 6, pp. 441–445. DOI: 10.1007/s11801-020-0016-z
  9. Bimberg, D., Grundmann, M., Ledentsov, N.N., Quantum dot heterostructures. England, John Wiley & Sons, 1999.

Загрузки

Выпуск

2024. Том 21. № 3

Раздел

Физика

Страницы

84-89

Отправлено

2024-07-20

Опубликовано

2024-09-24

Как цитировать

Лунина М.Л., Лунин Л.С., Донская А.В. Выращивание гетероструктур GaInAsSb/GaSb с массивом нанокластеров InSb для фотоэлектрических преобразователей в спектральном диапазоне 800 ≤ λ ≤ 6800 нм // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2024. Т. 21, №3. С. 84-89. DOI: https://doi.org/10.31429/vestnik-21-3-84-89

Copyright (c) 2024 Лунина М.Л., Лунин Л.С., Донская А.В.

Лицензия Creative Commons

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