Молекулярно-пучковая эпитаксия и свойства низкоразмерных гетероструктур на основе узкозонных соединений A3B5 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. А.Ф. ИОФФЕ

На правах рукописи

СЕМЕНОВ Алексей Николаевич

МОЛЕКУЛЯРНО-ПУЧКОВАЯ ЭПИТАКСИЯ И СВОЙСТВА НИЗКОРАЗМЕРНЫХ ГЕТЕРОСТУКТУР НА ОСНОВЕ УЗКОЗОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ А3В5.

Специальность 01.04.10-физика полупроводников

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург 2006

Работа выполнена в Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе Российской Академии наук.

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук С.В. Иванов.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук Дмитрий Анатольевич Фирсов доктор физико-математических наук Виктор Михайлович Устинов

Ведущая организация - Институт физики микроструктур РАН 603950, Нижний Новгород, ГСП-105, Россия

Защита состоится "20" марта 2006 г. в 15:00 час. на заседании диссертационного совета К002.205.02 при Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе РАН по адресу: 194021, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д.26, ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН.

Отзывы о диссертации в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по вышеуказанному адресу ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан "20" марта 2006 г. Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат физико-математических наук Г.С. Куликов

¿POSA MG3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние несколько десятилетий оптоэлектроника активно осваивает среднюю инфракрасную (ИК) область спектра (3-5 мкм), что является принципиально важным как для решения глобальных экологических задач, связанных, прежде всего, с мониторингом состояния окружающей среды и контролем процессов промышленного производства, так и для медицинских, военных, и др. целей [1*]. Для большинства практических применений требуются перестраиваемые одномодовые лазеры, способные работать в непрерывном режиме при комнатной температуре. Возрастающие требования, предъявляемые к опто-электронным устройствам, стимулируют поиск и разработку технологии новых материалов и гетероструктур.

На сегодняшний день успешно реализованы полупроводниковые светоизлу-чающие оптоэлектронные приборы, работающие при комнатной температуре, в диапазоне длин волн вплоть до 3 мкм на основе гетероструктур многокомпонентных твердых растворов AlGaAsSb/GalnAsSb первого типа [2*]. Пионерские работы по созданию лазеров на основе этих материалов были выполнены П.П. Елисеевым, М.Г. Мильвидским, JIM. Долгиновым и др. [3*, 4*]. Однако длина волны Х~ 3.1 мкм близка к предельно достижимой для лазерных гетероструктур структур подобного типа и реализована лишь при импульсной инжекци-онной накачке. Для диапазона длин волн 3-30 мкм в настоящее время созданы и достаточно широко используются полупроводниковые импульсные лазерные диоды (ЛД) на основе халькогенидов свинца [5*]. Однако малая теплопроводность не позволяет достичь в таких структурах мощностей излучения, требуемых для большинства практических применений. За последние несколько лет принципиальная достижимость диапазона 3-5 мкм была продемонстрирована квантово-каскадными лазерами на основе AlInAs/GalnAs на InP и AlSb/InAs [6*, 7*].

Наиболее перспективными материалами для перекрытия диапазона Х= 3-5 мкм, обеспечивающими достаточную мощность излучения, на настоящий момент представляются диодные лазерные структуры с гетеропереходами II типа на основе соединений А3В5. Развитию этого направления в немалой степени способствовал значительный прогресс в области молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ), которая позволяет прецизионно управлять энергетическими и геометрическими параметрами псевдоморфных гетероструктур на уровне одного моноатомного слоя (MC).

Своеобразным прорывом, послужившим началом нового этапа интенсивного изучения гетероструктур на основе гетеропереходов II типа стало использование структур с так называемым W-образным сопряжением зон, обеспечивающем максимальное перекрытие электронных и дырочных волновых функций. Полученные к настоящему времени лазерные гетероструктуры с активной областью на основе W-сопряженных квантовых ям (КЯ) показали генерацию при температуре 200 К на длине волны X = 3.25 при непрерывной инжекционной накачке [8*], а при импульсной — вплоть до X = 4 мкм при температуре свыше 300 К. За счет прецизионного зонного конструирования лазеров, использующих W-образные КЯ в качестве активных элементов, удалось в существенной степени снизить безызлуча-

БИБЛИОТЕКА I

тельные потери на Оже-рекомбинацию и внутризонное поглощение, характерные для узкозонных соединений А3В5.

Однако предложенная W-образная конструкция не является оптимальной для ЛД как с точки зрения выбора материалов составляющих слоев, так и сложности технологической реализации сильно напряженных W-КЯ. Остаются нерешенными и проблемы прецизионного контроля состава четверных твердых растворов AlGaAsSb при МПЭ. Кроме того, специфика зонной структуры используемых в ЛД соединений на основе арсенидов и антимонидов III группы приводит к значительным токовым утечкам через р-п переход, возникающим вследствие недостаточного электронного ограничения дырок в активной области гетероструктур. Подобного недостатка лишены ассиметричные гибридные гетероструктуры на основе соединений А3В5/А2Вб. Недавно в гибридных структурах ЛД с объемным слоем InAs в качестве активной области была продемонстрирована возможность получения лазерной генерации в импульсном режиме при температуре 60 К на длине волны X = 2.775 мкм [9*]. Вместе с тем, использование слоя InAs в качестве активного элемента, и как следствие, сильные потери на Оже-рекомбинацию и внутризонное поглощение не позволили пока реализовать очевидные преимущества гибридных гетероструктур. Поиск новых решений и развитие технологии МПЭ новых материалов и низкоразмерных структур, позволяющих улучшить характеристики лазерных структур, например, взяв за основу сочетание активной области с W-образным сопряжением зон и гибридной гетероструктуры ЛД, остается одной из важнейших задач современной полупроводниковой оптоэлектрони-ки среднего ИК диапазона.

Настоящая диссертационная работа посвящена исследованию физико-химических аспектов технологии МПЭ, а также разработке конструкции и исследованию структурных и оптических характеристик квантово-размерных наноструктур на основе антимонидов и арсенидов металлов III группы, используемых для создания оптоэлектронных приборов, излучающих в среднем ИК диапазоне.

Цель работы заключалась в проведении теоретического и экспериментального исследования закономерностей роста и легирования методом МПЭ узкозонных полупроводниковых соединений А3В5 и наногетероструктур на их основе, пригодных для реализации высокоэффективных излучателей среднего ИК диапазона с W-образным сопряжением зон, и исследовании их структурных, фото- и электролюминесцентных характеристик.

Для достижения поставленной цели в ходе работы решались следующие основные задачи:

> изучение закономерностей МПЭ гетерогенных систем AlInAsSb и AlGaAsSb как на подложках InAs, так и GaSb, и поиск методов прецизионного управления составом твердых растворов и контроля параметров технологического процесса при МПЭ этих многокомпонентных твердых растворов;

> отработка режимов МПЭ твердых растворов AlGaAsSb и AlInAsSb, изопери-одных подложкам InAs и GaSb, обеспечивающих получение эпитаксиальных слоев с низкой плотностью дефектов, совершенной морфологией поверхности и заданным уровнем легирования в широком диапазоне содержания алюминия;

> исследование закономерностей встраивания молекул сурьмы в зависимости от молекулярного состава пара при МПЭ твердых растворов AIGaAsSb, AlInAsSb и InAsSb при различных режимах роста и типах используемых молекулярных источников элементов V-ой группы;

> теоретический анализ и экспериментальное исследование термодинамической устойчивости твердых растворов на основе арсенидов и антимонидов металлов III группы, включающий изучение оптических и структурных свойств твердых растворов AlInAsSb с составами, попадающими внутрь области несмешиваемости;

> изучение особенностей и апробация новых режимов МПЭ напряженных наноструктур с квантовыми точками (КТ) InSb/In(As,Sb), поиск методов формирования как суб-монослойных (CMC) вставок InSb, так и наноструктур с номинальной толщиной вставки более одного МС;

» исследование морфологии, электронного спектра и оптических свойств массивов КТ InSb в матрице In(As,Sb) в суб- и экстра-МС диапазонах номинальных толщин InSb;

> анализ энергетической зонной структуры и разработка оптимизированной конструкции лазерных диодов с КТ InSb/In(As,Sb) в активной области, излучающих в среднем ИК диапазоне;

> создание опытных образцов лазерных и светодиодных квантово-размерных ге-тероструктур с КТ InSb для среднего ИК диапазона.

Научная новизна и практическая значимость работы состоит в проведении многопланового комплексного экспериментально-теоретического исследования процессов МПЭ роста в системе AlGaAsSb/InGaAsSb на подложках InAs и GaSb, а также разработке и исследованию новой конструкции активной области с КТ InSMn(As,Sb) типа II для лазерных гетероструктур среднего ИК диапазона (3-5мкм) на основе гибридной А3В5/А2В6 конструкции ЛД. Среди наиболее значимых результатов диссертационной работы следует отметить:

> в рамках модели регулярного раствора предложен новый подход для анализа термодинамической устойчивости многокомпонентных твердых растворов, основанный на использовании стандартных термодинамических функций для оценки параметра взаимодействия в твердой фазе;

> впервые исследованы особенности МПЭ твердых растворов ALJni^As^Sbi-y с составами вблизи границы области нестабильности и экспериментально обнаружен распад твердых растворов выращенных методом МПЭ с составами 0.14 < х < 0.18, согласованных по периоду решетки с InAs;

> впервые исследованы особенности встраивания сурьмы в зависимости от состава пара (двух- или четырехатомные молекулы);

v разработана технология МПЭ нового типа наногетеростркутур— КТ InSb в матрице In(As,Sb). Предложен оригинальный воспроизводимый метод формирования CMC вставок InSb без принудительного осаждения InSb за счет выдержки поверхности In(As,Sb) под потоком Sb; >• впервые получена лазерная генерация в среднем ИК диапазоне при инжекци-онной накачке в двойной гибридной гетероструктуре с активной областью на основе КТ InSb/InAs, выращенной методом двухстадийной МПЭ. Длина волны

излучения при Т= 60 К составила Л. = 3.075, а пороговая плотность тока

Лор= 3.5кА/см2.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Использование стандартных термодинамических функций для оценки параметра межатомного взаимодействия позволяет существенно повысить точность расчета положения областей несмешиваемости в многокомпонентных твердых растворах на основе арсенидов и антимонидов металлов третьей группы в рамках модели регулярного твердого раствора.

2. Термодинамическая модель МПЭ применима для описания зависимостей состава в металлической подрешетке многокомпонентных твердых растворов на основе арсенидов и антимонидов металлов третьей группы, тогда как состав в металлоидной подрешетке определяется кинетически контролируемыми коэффициентами встраивания с доминирующим встраиванием сурьмы вплоть до температуры роста 470°С.

3. Четырехкомпонентные твердые растворы AlInAsSb, выращенные методом МПЭ с составами, попадающими внутрь области термодинамической несмешиваемости вблизи ее границы подвержены спинодальному распаду, тогда как распад твердых растворов с составами, лежащими глубоко в области несмешиваемости, подавляется сильными упругими напряжениями, возникающими между фазами, разделяющимися в направлении AlAs-InSb.

4. Метод МПЭ позволяет получить однородный и плотный массив КТ InSMn(As,Sb) путем реакции замещения атомов мышьяка атомами сурьмы на нагретой поверхности In(As,Sb) при выдержке ее под потоком сурьмы, без принудительного осаждения InSb. При этом количество осажденного InSb с высокой точностью контролируется единственным ростовым параметром— температурой подложки.

5. Массив КТ InSb/In(As,Sb) с зонной структурой типа П демонстрирует интенсивную электро- и фотолюминесценцию (ФЛ) в диапазоне 3-5 мкм при комнатной температуре и является электронно-связанным как в плоскости слоя, так и в направлении роста в случае формирования короткопериодных сверхрешеток КТ. Фотолюминесцентные свойства массива КТ свидетельствуют о квазиравновесном распределении носителей по энергиям, а температурные и мощностные зависимости ФЛ описываются с применением статистики Ферми-Дирака.

Аппробация работы. Материалы диссертационный работы докладывались и обсуждались на Всероссийских и международных конференциях и симпозиумах:

- Зей научной молодежной школе "Физико-химические аспекты современного электронного материаловедения", С.-Петербург, Россия, 2000;

- 2ой Российской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике, С.-Петербург, Россия, 2000;

- V Санкт-Петербургской ассамблее молодых ученых и специалистов "Молодые ученые - промышленности северо-западного региона". С.-Петербург, Россия, 2000;

- XXX, XXXIV International Schools on the physics of semiconducting compounds, Jaszowiec, Poland, 2001,2005;

- 9th, 12th, 13th International Symposiums Nanostructures: Physics and Technology, St. Petersburg, Russia, 2001, 2004, 2005;

- International Workshop on Middle infrared coherent sources (MICS'2001). Saint Petersburg, Russia, 2001;

- 4й8 научной молодежной школе "Наноматериалы, нанотехнологии, наноструктуры, и методы их анализа". С.-Петербург, Россия, 2001;

- 26th, 27lh International conferences on physics of semiconductors (ICPS), Edinburgh, Scotland, UK (2002); Flagstaff (Arizona), USA (2004);

- 12th, 13th International Conferences on MBE, San Francisco, USA, 2002; Edinburgh, Scotland, UK (2004);

- 11th, 12th Internationa] Conferences on Narrow Band Gap Semiconductors (NGS-11,12), Buffalo, New York, USA (2003), Toulouse, France (2005);

- VIой и VIIой Всероссийской конференции по физике полупроводников. С.Петербург, Россия 2003;

- 6th, 7th International Conferences on Mid-Infrared Optoelectronics Materials and Devices (MIOMD), Saint-Petersburg, Russia (2004), Lancaster, UK (2005);

- Политехническом симпозиуме: "Молодые ученые — промышленности северозападного региона". Санкт-Петербург, Россия, 2004;

Публикации.

Перечень публикаций, раскрывающих основное содержание работы, содержит 16 печатных работ, в том числе 10 научных статей и 6 работ в материалах конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы составляет 180 страниц, включая 60 рисунков, 5 таблиц и список цитируемой литературы из 188 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель диссертации, отражена новизна и практическая значимость, приведены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава представляет собой обзор литературы, в котором рассмотрены особенности МПЭ гетероструктур на основе антимонидов и арсенидов металлов III группы. Кратко описан метод МПЭ и особенности роста структур, как согласованных по периоду решетки, так и рассогласованных, а также способы оценки критической толщины слоев. Приведены основные результаты по получению ан-тимонидных КТ в различных матрицах (GaSb, InP, InAs, GaAs).

Рассмотрены основные подходы к математическому моделированию МПЭ. Особое внимание уделено термодинамическому описанию, как наиболее обоснованному в теоретическом плане. Обсуждаются особенности МПЭ многокомпонентных твердых растворов с разными анионами и сформулированы причины, по которым ни одна из существующих моделей МПЭ не позволяет адекватно описать экспериментальные результаты. Намечены возможные пути решения этой проблемы, в частности, за счет использования упрощенных кинетических моделей, содержащих минимальное число подгоночных параметров.

Прослежена эволюция представлений в области конструирования и получения лазерных гетероструктур, предназначенных для создания источников когерентного излучения среднего ИК диапазона. Предложена лазерная гетероструктура с активной областью на основе КТ II рода 1п8Ь/1пАз, в которой возможна реализация Т^-образного сопряжения зон за счет использования в качестве барьеров между электронными КЯ 1пАз слоев твердого раствора АПлА^Ь, существенно улучшающего электронный транспорт в активной области при инжекционной накачке (рис. 1).

АЮаАзБЬ

CdMgSe

Рис. 1. Взаимное расположение энергетических зон в гибридной лазерной лазерной гетероструктуре AlGaAsSb/AlInAsSb/InAs/InSb/InAs/AlInAsSb/CdMgSe

В свою очередь, ожидается, что использование KT InSb вместо InGaSb КЯ позволит увеличить энергию локализации дырок в W-КЯ, снизить возможность образования дефектов в активной области за счет упругой релаксации большой части напряжений рассогласования при формировании KT InSb и, наконец, обеспечить еще лучшее перекрытие волновых функций электронов и дырок. В результате должна возрасти квантовая эффективность люминесценции W-структур, а также снизится температурная чувствительность пороговой плотности тока.

Вторая глава посвящена анализу устойчивости многокомпонентных твердых растворов на основе антимонидов и арсенидов металлов III группы. Расчеты границ положения областей нестабильности и неустойчивости выполнялись на основе моделей дельта параметра решетки и приближения регулярного раствора для трех твердых растворов: GalnAsSb, AlGaAsSb и AlInAsSb. Показано, что на результаты расчетов положения областей несмешиваемости существенное влияние оказывает не только выбор модели для расчета, но и выбор исходных термодинамических параметров.

На основе анализа экспериментальных данных, доступных в литературе для наиболее изученной гетерокомпозиции GalnAsSb, и сопоставления их с результатами расчетов предложен новый подход к оценке параметра межатомного взаимодействия (ас) в твердой фазе для четырехкомпонентных твердых растворов за-

мещения типа A4Bi-xCvDi_v. Показано, что наибольшая точность расчетов и лучшее согласие с экспериментальными данными достигается в рамках приближения регулярного твердого раствора при использовании для оценки параметра а с стандартных термодинамических функций, относящихся к бинарным компонентам. Найденная величина параметра межатомного взаимодействия для GalnAsSb при температуре 500°С составляет ас = -9124 Дж/моль [1].

Предложенный подход использовался для расчетов областей несмешиваемости в твердых растворах AIGaAsSb и AlInAsSb. Оценка положения границ областей несмешиваемости для твердого раствора AIGaAsSb показала, что даже без учета упругих напряжений составы, согласованные по периоду решетки с подложками InAs и GaSb, полностью лежат вне области несмешиваемости, поэтому эти твердые растворы могут быть синтезированы во всем диапазоне составов [2, 9].

В противоположность твердым растворам AIGaAsSb, область неустойчивости AlInAsSb занимает фактически все пространство на диаграмме составов для твердых растворов AlInAsSb, причем как и в случае GalnAsSb и AIGaAsSb, ноды, соединяющие составы фаз распада, имеют преимущественную ориентацию в направлении поперек линии составов, согласованных по периоду решетки с InAs и GaSb. Однако, в отличие от последних GalnAsSb и AIGaAsSb, где составы равновесных фаз всегда имеют большое рассогласование друг относительно друга (и относительно материала подложки — InAs и GaSb) в твердом растворе AlInAsSb существует приграничная область на фазовом сечении полиэдрации (вблизи угла InAs), где составы равновесных фаз имеют небольшое рассогласование периодов кристаллических решеток друг относительно друга, а также относительно GaSb и InAs. Более того, составы равновесных фаз, согласно данным проведенных расчетов, имеют разный знак рассогласования, т. е. распад в данном случае может приводить к образованию периодической структуры разнополярно напряженных фаз, где каждая фаза близка по периоду решетки к подложке и не превышает критической толщины Другими словами, имеет место практически полная компенсация напряжений в целом по структуре, не препятствующая распаду [13].

В третьей главе рассмотрено применяющееся технологическое оборудование, а также использованные методики диагностики выращенных структур. Дано подробное описание установки МПЭ Riber 32Р.

При МПЭ арсенидов и антимонидов металлов III группы в качестве источников использовались стандартные эффузионные ячейки для получения потоков элементов III группы: A1(7N), Ga(7N), In(7N) и легирующей примеси: Be(6N), Sb2Te3(6N) , в то время как для мышьяка As(7N) и сурьмы Sb(7N) в ряде случаев использовались источники с дополнительной высокотемпературной зоной (крекинговые источники) для разложения многоатомных молекул. Применение крекинговых источников позволяет в значительной степени улучшить оптические и электрические свойства структур. Особенно заметны эти преимущества в случае атнимонидных гетероструктур.

Для определения оптимальных режимов работы крекингового источника сурьмы, в частности, рабочей температуры зоны разложения, предложена и апробирована оригинальная методика, основанная на измерении зависимости интен-

сивности ФЛ в квантовых ямах AlGaSb/GaSb, от температуры крекинговой зоны. Обнаружено, что зависимость имеет явно выраженный максимум вблизи температуры 920°С. Полученная величина (с учетом индивидуальных особенностей используемого источника RB-075-Sb) в целом хорошо согласуется с результатами проведенного термодинамического анализа реакции диссоциации молекул Sb4 в зависимости от температуры [5].

Описаны методы диагностики in situ (квадрупольная масс-спектрометрия, ионизационный измеритель потоков Байярда-Альперта и система дифракции быстрых электронов на отражение (ДБЭ)) и ex situ (рентгеновская дифрактометрия (РД), растровая и просвечивающая электронная микроскопия (РЭМ и ПЭМ), вторично-ионная масспектроскопия (ВИМС), количественный ренгено-спектральный микроанализ (КРСМА), а также ФЛ методики), использованные в данной работе.

Четвертая глава посвящена исследованию физико-химических аспектов процесса МПЭ многокомпонентных твердых растворов AlGaAsSb и AlInAsSb. Показана возможность применения термодинамического анализа для описания закономерностей изменения состава металлической подрешетки твердых растворов от технологических параметров как для AlGaAsSb, так и для AlInAsSb. Однако при типичных режимах МПЭ, вопреки предсказаниям термодинамической модели, преимущественное вхождение в металлоидную подрешетку имеют атомы сурьмы

[4].

Показано, что при МПЭ наиболее эффективное управление составом металлоидной подрешетки твердых растворов на основе арсенидов и антимонидов металлов III группы возможно изменением потока сурьмы. Изменение же потока мышьяка (при условии использования для роста молекул AS4) даже в значительных пределах не приводит к заметному изменению состава металлоидной подрешетки. Неприменимость термодинамического подхода и сложность управления составом металлоидной подрешетки этих твердых растворов объясняются существенно различными температурами десорбции Sb и As из физадсорбированного состояния. Учет этих кинетических процессов на поверхности роста при МПЭ данных соединений осуществляется посредством введения соответствующих коэффициентов встраивания элементов V группы и нахождения их экспериментальных зависимостей от условий МПЭ.

Исследовано влияние основных технологических параметров (температуры подложки (Т„) и величины падающих потоков атомов III и V групп) на состав металлоидной подрешетки твердых растворов AlGaAsSb и величину коэффициента встраивания сурьмы. Обнаружено, что при типичных температурах эпитаксии (~ 500°С) коэффициент встраивания сурьмы близок к единице и уменьшается с увеличением Тп (рис. 2) [7]. Показано, что при температурах роста свыше 500 С и относительно невысоких скоростях поступления атомов Ш-ей группы на поверхность роста величина коэффициента встраивания двухатомных молекул сурьмы оказывается выше, по сравнению с коэффициентом встраивания четырехатомны-мых молекул.

Благодаря высокому коэффициенту встраивания сурьмы при низких температурах возможно также загрязнение слоев InAs сурьмой, особенно заметное при сверхнизких скоростях роста (~2 нм/мин) и при использовании крекингового ис-

точника сурьмы. Показано, что концентрация сурьмы в Аз-содержащих слоях определяется температурой подложки и скоростью роста [3].

1.0090.8-Sb

0 70.60.5-

«К

Н-

-н

480 490 500 510 520 530 Т "С

' 1ЮДЛ1 v

540

Рис. 2. Зависимость коэффициента встраивания двухатомных молекул сурьмы в твердый раствор AlGaAsSb от температуры подложки.

Обнаружено, что слои твердых растворов AlJni-jASySbi-y с содержанием алюминия 0.14 <х < 0.18, попадающие внутрь области несмешиваемости (вблизи границы области нестабильности) подвержены распаду. Слои с указанным составом отличались матовой поверхностью, отсутствием сигнала ФЛ, а на кривых качания РД проявились пики, соответствующие двум фазам с различным составом. При этом твердые растворы AlJni^Asj.Sbi^ с содержанием алюминия х > 0.18, попадающие еще глубже в область нестабильности, демонстрировали достаточно высокое структурное совершенство, интенсивную ФЛ при 80 К, зеркальную морфологию и отсутствие признаков распада [13]. Используя экспериментальные данные и найденное направление распада, были определены составы сосуществующих фаз путем моделирования кривых качания РД.

Пятая глава посвящена исследованию особенностей МПЭ и свойств впервые синтезированных гетероструктур с КТ InSb в матрице InAs и InAsSb. Использование матрицы InAsSb, обеспечивает большую гибкость технологии МПЭ и дает возможность выращивать структуры с InSb вставками не только на подложках InAs, но и GaSb, поскольку при содержании сурьмы, равном 9% слой InAsSb оказывается согласован по периоду решетки с GaSb.

Разработана методика осаждения субмонослойных (CMC) вставок InSb в матрице In(As,Sb) за счет выдержки поверхности InAs под потоком Sb4. Выдержка поверхности роста в потоке только одного элемента в течение определенного времени позволяет реализовать повышенную миграцию атомов и их встраивание в устойчивые позиции в кристаллической подрешетке, что обуславливает рост более совершенных эпитаксиальных слоев [14].

Проведено исследование влияния интенсивности потока сурьмы, времени выдержки и температуры подложки на кинетику встраивания сурьмы. Обнаружено, что вследствие высокой активности атомов сурьмы при низких температурах подложки на поверхности InAs образуются связи InSb. Для исследования кинетики

п

процесса замещения атомов мышьяка сурьмой в поверхностном слое InAs применялся метод ДБЭ в режиме записи осцилляции отраженного пучка, который позволил установить, что основным фактором, определяющим интенсивность реакции замещения атомов As сурьмой, является температура подложки [8]. Обнаружено, что с увеличением Тп процессы образования InSb связей замедляются, а номинальная толщина слоя InSb, определяемая путем моделирования кривых качания РД образцов со сверхрешетками InSb/InAs, уменьшается. При Тп = 430°С толщина слоя InSb достигает -1 МС.

Исследования морфологии вставок InSb методом ПЭМ показали, что в InSb CMC имеет место самоформирования плотного массива квантово-размерных островков обогащенных антимонидом индия, характерный латеральный размер которых составляет 2.5±1.5 нм а поверхностная плотность превышает значение 1012 см"2 (рис. 3).

Рис. 3. Микрофотография ПЭМ с поверхности структуры с CMC (0 7 МС) вставками InSb Электронный рефлекс (002)

Гетероструктуры InSb/In(As,Sb) продемонстрировали яркую ФЛ в диапазоне длин волн 3.4-4.5 мкм (7~ = 80 К), причем, при повышении температуры вплоть до комнатной интегральная интенсивность ФЛ уменьшалась менее чем в 20 раз (рис.4) [12]. Анализ зависимостей интенсивности, а также спектрального положения пика ФЛ от температуры измерения и плотности мощности оптической накачки показали, что вставки InSb, могут рассматриваться как электронно-связанный массив КТ. В случае тонких вставок InSb (менее 1.5 МС) был обнаружен аномальный голубой сдвиг линии ФЛ КТ, наблюдаемый при увеличении температуры и связанный с термически-активированным заполнением состояний ансамбля КТ [6]. Температурная зависимость спектрального положения пика ФЛ, а также изменение формы пика описано с использованием статистики Ферми-Дирака и плотности состояний локализованных дырок, описываемой функцией Гаусса. Проведенный статистический анализ позволил оценить параметры массива КТ: среднюю энергию локализации (40 - 60 мэВ) или центр масс плотности состояний, и дисперсию распределения, которая не превышала 11 мэВ

Длина волны, нм

5000 4500 4000 3500 3000

Энергия, эВ

Рис. 4. Спектры ФЛ КТ InSb/JnAs при 80К и 300К (вставка). Пики связаны с излучателышми переходами e l — подложке InAs; CMC вставках InSb толщиной: 2-0.7 МС (Т„ = 485°С); 3-0.9 МС( Т„ = 450°С); 4-1.0МС(Т„ = 420°С); 5 ~ 1.5 МС, все в матрице InAs. 6 — 0.7 МС вставка InSb в матрице InAso9iSbo09 (7)-

Исследована возможность осаждения InSb с толщинами более 1 МС для расширения спектрального диапазона излучения гетероструктур. Установлено, что критическая толщина InSb при осаждении в матрицу InAs составляет ~ 1.7 МС. Превышение критической толщины ведет к образованию дислокаций и катастрофической деградации структурных и оптических свойств КТ InSb/InAs. Характерный латеральный размер релаксированных островков — 25 нм; плотность — 10шсм"2. Плотность когерентных островков при осаждении слоя InSb толщиной ~ 1.8 МС составила 109 см"2 [15]. Использование InAsSb матрицы позволяет сдвинуть X в область 4.5-5 мкм даже при толщине InSb вставки 1 МС (6 на рис. 4) [16].

Изготовлены структуры инжекционных лазеров на основе двойной гибридной гетероструктуры (ДГС) AlGaAsSb/InAs/MgCdSe с активной областью на основе 0.8MC-InSb/InAs КТ. В структуре лазерного диода достигнута генерация при температуре 60 К с пороговой плотностью тока Упор ~ 3.5 kA/см2 и длиной волны излучения Х- 3.075 мкм [11]. Предложенная конструкция гибридной ДГС с КТ InSb/In(As,Sb) может рассматриваться в качестве базовой для структур лазерных диодов с длиной волны генерации 3-5 мкм. Ожидается, что использование слоев твердого раствора AlInAsSb в качестве барьера в активной области (см. рис. 1) и реализация W-образного сопряжения зон позволит понизить пороговые плотности тока за счет уменьшения потерь, обусловленных недостаточной локализацией электронов в активной области InSb КТ, увеличить выходную мощность и, наконец, достичь генерацию при комнатных температурах.

В заключении приводятся основные достижения и результаты работы, которые состоят в следующем:

1. В приближении теории регулярного раствора и "дельта-параметра решетки" проведен анализ термодинамической устойчивости четырехкомпонентных твердых растворов АЮаАэЗЬ, АНпАбБЬ и ОаГпАзБЬ. Показано, что на точность расчетов влияют как выбор модели для расчета, так и выбор исходных параметров. Обнаружено, что ноды, отражающие направление распада пересекают практически под прямым углом линии составов, согласованных по периоду решетки с 1пАв и ваБЬ.

2. Предложен новый подход к оценке положения областей термодинамической несмешиваемости четырехкомпонентных твердых растворов. Новый формализм для вычисления областей термодинамической неустойчивости и метаста-бильности основан на использовании стандартных термодинамических функций, относящихся к бинарным соединениям, для определения энергии взаимообмена в четырехкомпонентном твердом растворе. Использование нового подхода позволило наиболее точно описать экспериментальные результаты.

3. Оптимизированы режимы работы крекингового источника сурьмы. Разработана оригинальная методика их экспериментального определения. Обоснован выбор оптимальной температуры крекинговой зоны, составляющей 900°С.

4. Проведены исследования МПЭ роста многокомпонентных твердых растворов на основе арсенидов и антимонидов металлов III группы. Показана неприменимость термодинамической модели для описания МПЭ твердых растворов, содержащих два элемента V группы. В то же время, доказана адекватность термодинамического подхода при описании зависимостей состава металлической под-решетки твердых растворов АЮаАБЗЬ, А11пАб8Ь и ОаЬхАвБЬ от входных параметров технологического процесса.

5. Показано, что наиболее эффективное управление составом металлоидной подрешетки твердых растворов на основе арсенидов и антимонидов металлов III группы возможно изменением потока сурьмы. При этом решающим фактором, определяющим состав твердого раствора, является коэффициент встраивания сурьмы. Изменение же потока мышьяка (при условии использования для роста четырехатомных молекул мышьяка), даже в значительных пределах, не приводит к заметному изменению состава металлоидной подрешетки.

6. Исследованы особенности конкурентного встраивания двух- и четырехатомных молекул сурьмы при эпитаксии многокомпонентных твердых растворов с двумя летучими элементами. Экспериментально определены зависимости коэффициентов встраивания сурьмы от степени пресыщения газовой фазы атомами сурьмы и от температуры роста. Выбраны и обоснованы режимы эпитаксии, обеспечивающие воспроизводимое получение составов твердых растворов А1-ОаАзБЬ, АППАбБЬ, ЬЪ^БЬ.

7. Установлено, что четырехкомпонентные твердые растворы А1х1п ] _хАзу8Ь | _у с содержанием алюминия 0.14 <х < 0.18 подвержены распаду. Определен состав выделяющихся фаз. Показано, что твердые растворы А1х1п1.хАзу8Ь!.у, согласованные по периоду решетки с 1пАз или ОаЭЬ, с составами, попадающими еще глубже в область несмешиваемости (с х < 0.2), не имеют признаков распада и демонстрируют высокое структурное совершенство и интенсивную фотолюминесценцию.

8. Обнаружен эффект непреднамеренного встраивания атомов сурьмы в слои InAs при использовании для роста двухатомных молекул сурьмы. При МПЭ слоев InAs при низких температурах (400°С) и скоростях роста (~ 1-2 нм/с) содержание сурьмы составило ~6%.

9. Предложена оригинальная методика формирования CMC вставок InSb в матрице In(As,Sb) за счет реакции замещения атомов мышьяка на поверхности роста атомами сурьмы. Исследованы основные закономерности формирования CMC вставок InSb и влияние ростовых параметров на морфологию и ФЛ свойства гетероструктур с субмонослойными вставками InSb/InAs. Обнаружено, что при изменении температуры подложки от 380 до 485°С толщина вставок уменьшается с ~ 1 MC до ~ 0.6 MC, что сопровождается уменьшением длины волны фотолю-минисценции от 3.8 до 3.4 мкм при температуре 80 К.

10. Показано, что CMC вставки InSb, полученные путем выдержки поверхности In(As,Sb) под потоком сурьмы, представляют из себя плотный однородный массив самоформирующихся InSb островков, характерный латеральный размер которых составляет 2.5±1.5нм, а поверхностная плотность превышает 1012см~2. InSb островки представляют собой массив электронно-связанных KT типа П, люминесцентные свойства которого описываются в модели квази-равновесного распределения носителей по энергиям.

11. Изучен механизм самоорганизации InSb KT при принудительном их осаждении после выдержки под потоком Sb4. Экспериментально определена критическая толщина, которая составляет -1.7 MC, при осаждении InSb в матрицу InAs. Превышение критической толщины приводит к релаксации упругих напряжений и образованию высокой плотности дефектов в KT.

12. Впервые получены структуры инжекционных лазеров на базе гибридных ДГС AlGaAsSb/InAs/MgCdSe ДГС с активной областью на основе KT InSb/InAs II-рода. В структуре лазерного диода достигнута генерация при температуре 60 К с пороговой плотностью тока 7пор~3.5 кА/см2 и длиной волны излучения Х= 3.075 мкм.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. V.S. Sorokin, S.V. Sorokin, A.N. Semenov, B.Ya. Meltser, S.V. Ivanov. Novel approach to the calculation of instability regions in GalnAsSb alloys. // Journal of Crystal Growth, 2000, v. 216, p. 97-103.

2. A.H. Семенов. Молекулярно-пучковая эпитаксия гетероструктур на основе ар-сенидов и антимонидов алюминия и галлия. // Тезисы докладов на 3— научной молодежной школе "Физико-химические аспекты современного электронного материаловедения". Санкт-Петербург, Россия, 2000, с. 15.

3. A.N. Semenov, V.A. Solov'ev, B.Ya. Meltser, V.S. Sorokin, S.V. Ivanov and P.S. Kop'ev. Anion incorporation in AlGaAsSb alloys grown by MBE. // Proceedings on 9th International Symposium Nanostructures: Physics and Technology, Saint Petersburg, Russia, 2001, p. 78.

4. A.H. Семенов. Молекулярно-пучковая эпитаксия гетероструктур на основе антимонидов А3В5. // Вестник молодых ученых. Серия: Неорганическая химия и материалы, 2002, с. 45-52.

5. А.Н. Семенов. Оптимизация режимов работы крекингового источника сурьмы при молекулярно-пучковой эпитаксии антимонидов III группы. // Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2002, Вып. 2. Серия "Физика твердого тела и электроника", с. 5-9.

6. А.Н. Семенов, В.А. Соловьев, О.Г. Люблинская, Я.В. Тереньтьев, М.В. Байдакова, БЛ. Мельцер, С.В. Иванов. Фотолюминесценция наноструктур InSb/InAs с ультратонкими слоями InSb. // VI Всероссийская конференция по физике полупроводников, Санкт-Петербург, Россия, 2003, с. 322-323.

7. А.Н. Семенов, В.А. Соловьев, Б.Я. Мельцер, B.C. Сорокин С.В. Иванов. Особенности встраивания молекул Sb2 и Sb4 при молекулярно-пучковой эпитаксии твердых растворов AlGaAsSb. // ФТП, 2004, т 38, с. 278-284

8. А. N. Semenov, V. A. Solov'ev, О. G. Lyublinskaya, В. Ya. Meltser, D. D. Solnyshkov, L. G. Prokopova, A. A. Sitnikova, A. A. Toropov, S. V. Ivanov and P. S. Kop'ev. Molecular Beam Epitaxy of InSb Sub-Monolayers Emitting at Room-Temperature near 4.0 цт // Abstract on Int. Conf. on Mid-Infrared Optoelectronics Materials and Devices VI (MIOMD), Saint-Petersburg, Russia, 2004, p. 147148.

9. А.Н. Семенов. Термодинамическая устойчивость твердых растворов арсенидов и антимонидов металлов III группы // Материалы семинара Политехнического симпозиума: "Молодые ученые— промышленности северо-западного региона". Санкт-Петербург, Россия, 2004, с. 44.

10.Ya.V. Terent'ev, V.A. Kaygorodov, V.A. Solov'ev, B.Ya. Meltser, A.N. Semenov, O.G. Lublinskaya, S.V. Sorokin, I.V. Sedova, S.V. Ivanov, and P.S. Kop'ev. Novel mid-IR laser based on hybrid AlGaAsSb/InAs/CdMgSe heterostructure. // Physica E, 2004, v. 20, p. 475-478.

11 .B.A. Соловьев, И.В.Седова, О.Г. Люблинская, А.Н.Семенов, Б.Я. Мельцер,

C.В. Сорокин, Я.В. Терентьев, С.В. Иванов. Инжекционный ИК лазер на основе гибридной III-V/11-Vi гетероструктуры с InSb субмонослойными вставками. // Письма в ЖТФ, 2005, т. 31, с. 37-42.

12.V. A. Solov'ev, О. G. Lyublinskaya, В. Ya. Meltser, А. N. Semenov,

D. D. Solnyshkov, A. A. Toropov, S. V. Ivanov and P. S. Kop'ev 3.4-3.9 цт photoluminescence from InSb/InAs type II nanostructures grown by molecular beam epitaxy. // Appl. Phys. Lett., 2005, v 86, p. 011109.

13.A.N. Semenov, V.A. Solov'ev, B.Ya. Meltser, O.G. Lyublinskaya, L.A. Prokopova, and S.V. Ivanov. Molecular beam epitaxy of AlInAsSb alloys near miscibility gap boundary. // Journal of Crystal Growth, 2005, v. 278, p. 203-208.

14.S.V. Ivanov, A.N. Semenov, V.A. Solov'ev, O.G. Lyublinskaya, B.Ya. Meltser, D.D. Solnyshkov, L.G. Prokopova, A.A. Sitnikova, A.A. Toropov, and P.S. Kop'ev Molecular beam epitaxy of type II InSb/InAs nanostructures with InSb sub-monolayers. //Journal of Crystal Growth, 2005, v. 278, p. 72-77.

15.A. N. Semenov, V. A. Solov'ev, B. Ya. Meltser, O. G. Lyublinskaya, Ya. V. Terent'ev, A. A. Toropov, A. A. Sitnikova and S. V. Ivanov. Molecular beam epitaxy of InSb extra-monolayers inserted in an InAs matrix. // 13th Int. Symp. "Nanostructures: Physics and Technology", Russia, Saint-Petersburg, 2005, p. 334335.

16. А. N. Semenov, V. A. Solov'ev, В. Ya. Meltser, О. G. Lyublinskaya, Ya. V. Terent'ev, A. A. Sitnikova, and S. V. Ivanov, InSb quantum dots in an InAsSb matrix grown by molecular beam epitaxy.// Acta Physica Polonica A. Vol. 108 (2005), pp. 859-865.

Использованная литература.

[1*] Vurgaftman I., Felix C.L., AiferE.H., Meyer J.R., in Vol. 2: Semiconductor Optical and Electro-Optical Devices, Handbook of Thin Film Devices, M.H. Francombe (ed.) (Academic Press, 2000), P. 171.

[2*] C. Lin, M. Grau, O. Dier. and M.-C. Amann, Low threshold room-temperature continuous-wave operation of 2.24-3.04 jim GalnAsSb/AlGaAsSb quantum-well lasers, Appl. Phys. Lett. 84, 5088-5090 (2004).

[3*] Долгинов JI.M. Дружинина JI.B. Елисеев П.Г. Лапшин A.H. Мильвидский М.Г. Свердлов Б.Н. Инжекционный лазер на основе четырехкомпонентного твердого раствора InGaAsSb. //Квантовая электроника. Т.5, (1978), С. 703.

[4*] Долгинов Л.М. Дружинина Л.В. Мильвидский М.Г., Мухитдинов М., Муса-ев Э.С., Рожков В.М., Шевченко Е.Г. Применение светодиодов на основе GalnAsSb для измерения влажности.// Измерительная техника. Т.6, (1981), С. 136.

[5*] ShliessI U.P., J. Rohr High temperature laser based on lead chalcogenide alloys.// Infr. Phys. Tech.- 1999.-V.40.-P.325.

[6*] R.Q. Yang et al "High-temperature and low-threshold midinfrared interband cascade lasers", Appl. Phys. Lett. 87,151109 (2005);

[7*] A. Baranov. Antimonide quantum cascade lasers: towards short wavelengths. // Abstract booklet of the VII International Conference on Mid-Infrared Optoelectronic Material and Devices, Lancaster, UK, 2005, p. 1.

[8*] Bewley W.W., Lee H., Vurgaftman I., MennaR.J., Felix C.L., Martinelly R.U., Stokes D.W., Garbuzov D.Z., Meyer J.R., MaiorovM., Connolly J.C., SuggA.R., OlsenG.H. Continuous-wave operation of ), = 3.25 (im broadened-waveguide W quantum-well diode lasers up to T=195K.// Appl. Phys. Lett- 2000- V76-P.256.

[9*] Ivanov S.V., Kaygorodov V.A., Sorokin S.V., Meltser B.Ya., Solov'ev V.A., Terent'ev Ya.V., Lyublinskaya O.G., MoiseevK.D., Grebenschikova E.A., Mik-hailova M.P., ToropovA.A., Yakovlev Yu.P., Kop'evP.S., AlferovZh.I. // Appl. Phys. Lett, 2003, v. 82, p. 3782.

Подписано в печать 17.02.2006 Объем: 1,0 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 38 Отпечатано в типографии ООО "КОПИ-Р", С-Пб, Гражданский пр., 111 ' Лицензия ПЛД № 69-338 от 12.02.99 г.

lOOGfr

«1-4163

Содержание.

Список сокращений

Введение.

Глава 1 Особенности МПЭ гетерострукур на основе антимонидов и арсенидов металлов третьей группы (литературный обзор).

1.1. Метод эпитаксии из молекулярных пучков.

1.2. Термодинамическая модель метода МПЭ.

1.2.1. Основные закономерности МПЭ бинарных полупроводников

1.3. Особенности МПЭ многокомпонентных твердых растворов с разными анионами.

1.4. Лазерные гетероструктуры среднего ИК-диапазона на основе антимонидов металлов Ш-ей группы.

Глава 2 Термодинамическая устойчивость многокомпонентных твердых растворов.

2.1. Анализ термодинамической устойчивости GalnAsSb.

2.1.1. Модель регулярного раствора.

2.1.2. Модель "дельта параметра решетки".

2.2. Анализ термодинамической устойчивости твердых растворов AlGaAsSb и AlInAsSb.

Глава 3 Аппаратное обеспечение установки МПЭ и методы диагностики.

3.1. Установка МПЭ.

3.1.1. Измерение и контроль температуры подложки при МПЭ.

3.1.2. Методы in situ и ex situ диагностики эпитаксиальных слоев.

3.1.3. Особенности конструкции крекинговых и клапанных источников.

3.2. Оптимизация режимов работы крекингового источника Sb.

Глава 4 МПЭ многокомпонентных твердых растворов AlGaAsSb и

AlInAsSb.

4.1. Термодинамический анализ МПЭ многокомпонентных твердых растворов.

4.2. Подготовительные этапы МПЭ и предварительные калибровки.

4.3. Особенности МПЭ твердых растворов AlGaAsSb.

4.4. Неконтролируемое встраивание сурьмы в слои InAs.

4.5 Особенности эпитаксии твердого раствора AlInAsSb с составами вблизи границы области несмешиваемости.

Глава 5. Наногетероструктуры с квантовыми точками InSb/InAs.

5.1. Особенности МПЭ и структурные свойства CMC вставок InSb в матрице InAs(Sb).

5.2. Люминесценция и электронные свойства CMC InSb.

5.3. Особненности осаждения и структурные свойства КТ InSb с толщинами более 1 МС.

5.4. Гибридные Al^Gai^As^Sbj.yinAs/Mg^Cdi^Se гетероструктуры инжекционных лазеров среднего ИК диапазона с КТ InSb в активной области.

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ.

В последние несколько десятилетий оптоэлектропика активно осваивает среднюю инфракрасную (ИК) область спектра (3-5 мкм), что является принципиально важным как для решения глобальных экологических задач, связанных, прежде всего, с мониторингом состояния окружающей среды и контролем процессов промышленного производства, так и для медицинских, военных и др. целей [1]. В этот спектральный диапазон попадает большинство линий поглощения природных и промышленных газов, а также окна атмосферной прозрачности. Для большинства практических применений требуются перестраиваемые одномодовые лазеры, способные работать в непрерывном режиме при комнатной • температуре. Возрастающие требования, предъявляемые к оптоэлектронным устройствам, стимулируют поиск и разработку технологии новых материалов и гетероструктур.

На сегодняшний день успешно реализованы полупроводниковые свето излучающие оптоэлектронные приборы, работающие при комнатной температуре, в диапазоне длин волн вплоть до 3 мкм на основе гетероструктур многокомпонентных твердых растворов AlGaAsSb/GalnAsSb первого типа [2]. Пионерские работы по созданию лазеров на основе этих материалов были выполнены П.П.Елисеевым, М.Г. Мильвидским, Л.М. Долгиновым и др. [3,4]. Однако длина волны Х~ 3 мкм близка к предельно достижимой для лазерных гетероструктур структур подобного типа и реализована лишь при импульсной инжекционной накачке. Для диапазона длин волн 3-30 мкм в настоящее время созданы и достаточно широко используются при температурах менее 220К полупроводниковые лазерные диоды (ЛД) на основе халькогенидов свинца [5]. Однако малая теплопроводность не позволяет достичь в таких структурах мощностей излучения, требуемых для большинства практических применений. За последние несколько лет принципиальная достижимость диапазона 3-5 мкм была продемонстрирована квантово-каскадными лазерами на основе AlInAs/GalnAs на

InP и AlSb/InAs [6]

Однако наиболее перспективными материалами для перекрытия диапазона длин волн X = 3-5 мкм, обеспечивающими достаточную мощность излучения, на настоящий момент представляются диодные лазерные структуры с гетеропереходами II типа па основе соединений А3В5. Развитию этого направления в немалой степени способствовал значительный прогресс в области молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ), которая позволяет прецизиоиио управлять энергетическими и геометрическими параметрами псевдоморфных гетероструктур на уровне одного моноатомиого слоя (МС). Только благодаря возможности МПЭ получать резкие бездефектные гетерограницы и контролировать тип химических связей на интерфейсах в гетеропереходах, не имеющих общих атомов, (типичный пример — гетеропара GaSb/InAs) в гетероструктурах на основе сверхрешеток II типа удалось продемонстрировать лазерную генерацию в импульсном режиме при инжекционной накачке в широком спектральном диапазоне (3-5 мкм), однако лишь при температурах существенно ниже комнатных.

Своеобразным прорывом, послужившим началом нового этапа интенсивного изучения гетероструктур на основе гетеропереходов II типа, стало использование структур с так называемым W-образным сопряжением зон, обеспечивающим максимальное перекрытие электронных и дырочных волновых функций. Полученные к настоящему времени лазерные гетероструктуры с активной областью на основе W-сопряженных квантовых ям (КЯ) показали генерацию при температуре 200 К на длине волны X = 3.25 мкм при непрерывной инжекционной накачке [7, 8], а при импульсной — вплоть до X = 4 мкм при температуре свыше 300 К.

За счет прецизионного зонного конструирования лазеров, использующих W-образные КЯ в качестве активных элементов, удалось в существенной степени снизить безызлучательные потери на Оже-рекомбииацию и внутризонное поглощение, характерные для узкозонных соединений А3В5. Однако предложенная конструкция не является оптимальной для ЛД как с точки зрения выбора материалов составляющих слоев, так и сложности технологической реализации сильно напряженных W-КЯ. Кроме того, специфика зонной структуры используемых в ЛД соединений на основе арсенидов и антимонидов III группы с параметром решетки ~6.1 А приводит к значительным токовым утечкам через р-п переход, возникающим вследствие недостаточного электронного ограничения дырок в активной области гетероструктур. Подобного недостатка лишены

3 5 2 6 асимметричные гибридные гетероструктуры на основе соединений А В /А В . Недавно в гибридных структурах ЛД с объемным слоем InAs в качестве активной области была продемонстрирована возможность получения лазерной генерации в импульсном режиме при температуре 60 К на длине волны Х = 2.775 мкм [9]. Однако использование слоя InAs в качестве активного элемента и, как следствие, сильные потери на Оже-рекомбинацию и виутризонное поглощение не позволили реализовать очевидные преимущества гибридных гетероструктур. Поиск новых решений и развитие технологии МПЭ новых материалов и иизкоразмерных структур, позволяющих улучшить характеристики лазерных структур, например, взяв за основу сочетание активной области с W-образным сопряжением зон и I гибридной гетероструктуры ЛД, остается одной из важнейших задач современной полупроводниковой оптоэлектроники среднего ИК диапазона.

Настоящая диссертационная работа посвящена исследованию физико-химических аспектов технологии МПЭ, а также разработке конструкции и исследованию структурных и оптических характеристик кваптово-размерных наноструктур на основе антимонидов и арсенидов металлов III группы, используемых для создания оптоэлектронных приборов, излучающих в среднем ИК диапазоне 3-5 мкм. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ.

Цель работы заключалась в проведении теоретического и экспериментального исследования закономерностей роста и легирования методом МПЭ узкозонных полупроводниковых соединений А3В5 и наногетероструктур на их основе, пригодных для реализации высокоэффективных излучателей среднего ИК диапазона (3-5 мкм) с W-образным сопряжением зон, и исследовании их структурных, фото- и электролюминесцентных характеристик.

Для достижения поставленной цели в ходе работы решались следующие основные задачи: изучение закономерностей МПЭ гетерогенных систем AlInAsSb и AlGaAsSb, как на подложках InAs, так и GaSb, и поиск методов прецизионного управления составом твердых растворов и контроля параметров технологического процесса при МПЭ этих многокомпонентных твердых растворов; отработка режимов МПЭ твердых растворов AlGaAsSb и AlInAsSb, изопериодных подложкам InAs и GaSb, обеспечивающих получение эпитаксиальиых слоев с низкой плотностью дефектов, совершенной морфологией поверхности и заданным уровнем легирования в широком диапазоне концентраций алюминия; исследование закономерностей встраивания молекул сурьмы в зависимости от молекулярного состава пара при МПЭ твердых растворов AlGaAsSb, AlInAsSb и InAsSb при различных режимах роста и типах используемых молекулярных источников элементов V-ой группы; теоретический анализ и экспериментальное исследование термодинамической устойчивости твердых растворов на основе арсенидов и антимопидов металлов Ш-ей группы, включающий изучение оптических и структурных свойств твердых растворов AlInAsSb с составами, попадающими внутрь области несмешиваемости; изучение особенностей и апробация новых режимов МПЭ напряженных наноструктур InSb/In(As,Sb) с квантовыми точками (КТ), поиск методов формирования как субмонослойных (CMC) вставок InSb, так и наноструктур с номинальной толщиной вставки более одного МС; исследование морфологии, электронного спектра и оптических свойств массивов КТ InSb в In(As,Sb) матрице в суб- и экстра-монослойном диапазонах номинальных толщин InSb; анализ энергетических диаграмм, зонное конструирование и разработка оптимизированной конструкции лазерных диодов с InSb/In(As,Sb) КТ в активной области, излучающих в среднем ИК диапазоне; создание опытных образцов лазерных и светодиодных квантово-размерпых гетероструктур для среднего ИК диапазона (3-5 мкм).

НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ работы состоят в применении и проведении многопланового комплексного экспериментального и теоретического исследования процессов МПЭ роста и разработке элементов новой конструкции двойных лазерных гетероструктур в системе AIGaAsSb/InGaAsSb с активной областью на основе КТ InSb/In(As,Sb), в которых возможно сочетание W-образного сопряжения зон в активной области с гибридной

А В /А В конструкцией ЛД.

В рамках модели регулярного раствора предложен новый подход для анализа термодинамической устойчивости многокомпонентных твердых растворов, основанный на использовании стандартных термодинамических функций для оценки параметра взаимодействия в твердой фазе.

Впервые исследованы особенности МПЭ твердых растворов AlJni^As^Sbi^ с составами вблизи границы области нестабильности и экспериментально обнаружен распад твердых растворов выращенных методом МПЭ с составами 0.14 < х < 0.18, согласованных по периоду решетки с InAs.

Впервые исследованы особенности встраивания сурьмы в зависимости от состава пара (двух- или четырехатомные молекулы).

Разработана технология МПЭ нового типа наногетеростркутур— КТ InSb в матрице In(As,Sb). Предложен оригинальный воспроизводимый метод формирования CMC вставок InSb без принудительного осаждения InSb за счет выдержки поверхности In(As,Sb) под потоком Sb.

Впервые получена лазерная генерация в среднем ИК диапазоне при инжекционной накачке в двойной гибридной гетероструктуре с активной областью на основе КТ InSb/InAs, выращенной методом двухстадийпой МПЭ. Длина волны излучения при Т=60К составила 1 = 3.075 мкм, а пороговая плотность тока Упо„ = 3.5кА/см .

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Использование стандартных термодинамических функций для оценки параметра межатомного взаимодействия позволяет существенно повысить точность расчета положения областей несмешиваемости в многокомпонентных твердых растворах на основе арсенидов и антимонидов металлов третьей группы в рамках модели регулярного твердого раствора.

2. Термодинамическая модель МПЭ применима для описания зависимостей состава в металлической подрешетке многокомпонентных твердых растворов на основе арсенидов и антимонидов металлов третьей группы, тогда как состав в металлоидной подрешетке определяется кинетически контролируемыми коэффициентами встраивания с доминирующим встраиванием сурьмы вплоть до температуры роста 470°С.

3. Четырехкомпонентные твердые растворы AlInAsSb, выращенные методом МПЭ с составами, попадающими внутрь области термодинамической несмешиваемости вблизи ее границы, подвержены спииодальному распаду, тогда как распад твердых растворов с составами, лежащими глубоко в области несмешиваемости, подавляется сильными упругими напряжениями, возникающими между фазами, разделяющимися в направлении AlAs-InSb.

4. Метод МПЭ позволяет получить однородный и плотный массив InSb/In(As,Sb) КТ путем реакции замещения атомов мышьяка атомами сурьмы на нагретой поверхности In(As,Sb) при выдержке ее под потоком сурьмы, без принудительного осаждения InSb. При этом количество осажденного InSb с высокой точностью контролируется единственным ростовым параметром — температурой подложки.

5. Массив КТ InSb/In(As,Sb) с зонной структурой типа II демонстрирует интенсивную электро- и фотолюминесценцию (ФЛ) в диапазоне 3-5 мкм при комнатной температуре и является электронно-связанным как в плоскости слоя, так и в направлении роста в случае формирования короткоиериодиых сверхрешеток КТ. Фотолюминесцентные свойства массива КТ свидетельствуют о квазиравновесном распределении носителей по энергиям, а температурные и мощностные зависимости ФЛ описываются с применением статистики Ферми

Дирака.

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийских и международных конференциях и симпозиумах: 3е" научной молодежной школе "Физико-химические аспекты современного электронного материаловедения", С.-Петербург, Россия, 2000; 2°" Российской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой онго- и наноэлектронике, С.-Петербург, Россия, 2000; V Санкт-Петербургской ассамблее молодых ученых и специалистов "Молодые ученые - промышленности северозападного региона". С.-Петербург, Россия, 2000; XXX, XXXIV International Schools on the physics of semiconducting compounds, Jaszowiec, Poland, 2001, 2005; 9th, 12th, 13th International Symposiums Nanostructures: Physics and Technology, St. Petersburg, Russia, 2001, 2004, 2005; International Workshop on Middle infrared coherent sources (MICS'2001), Saint-Petersburg, Russia, 2001; 4ой научной молодежной школе "Наноматериалы, нанотехнологии, наноструктуры, и методы их анализа". С.Петербург, Россия, 2001; 26th, 27th International conferences on physics of semiconductors (ICPS) , Edinburgh, Scotland, UK (2002); Flagstaff (Arizona), USA

2004); 12th, 13th International Conferences on MBE, San Francisco, USA, 2002; Edinburgh, Scotland, UK (2004); 11th, 12th International Conferences on Narrow Band Gap Semiconductors (NGS-11,12), Buffalo, New York, USA (2003), Toulouse, France

2005); VIой Всероссийской конференции по физике полупроводников. С.Петербург, Россия 2003; 6th, 7th International Conferences on Mid-Infrared Optoelectronics Materials and Devices (MIOMD), Saint-Petersburg, Russia (2004), Lancaster, UK (2005); Политехническом симпозиуме: "Молодые ученые — промышленности северо-западного региона". С.-Петербург, Россия, 2004; 5th Belarussian-Russian Workshop Semiconductor lasers and systems, Minsk, Belarus, 2005;

Перечень публикаций, раскрывающих основное содержание диссертационной работы, представлен на стр. 177-179.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В ходе диссертационной работы были получены следующие основные достижения и результаты:

1. В приближении теории регулярного раствора и "дельта-параметра решетки" проведен анализ термодинамической устойчивости четырехкомпонентных твердых растворов AlGaAsSb, AlInAsSb и GalnAsSb. Показано, что на точность расчетов влияют как выбор модели для расчета, так и выбор исходных параметров. Обнаружено, что ноды, отражающие направление распада пересекают практически под прямым углом линии составов, согласованных по периоду решетки с InAs и GaSb.

2. Предложен новый подход к оценке положения областей термодинамической несмешиваемости четырехкомпонентных твердых растворов. Новый формализм для вычисления областей термодинамической неустойчивости и метастабильпости основан на использовании стандартных термодинамических функций, относящихся к бинарным соединениям, для определения энергии взаимообмена в четырехкомпонентном твердом растворе. Использование нового подхода позволило наиболее точно описать экспериментальные результаты.

3. Оптимизированы режимы работы крекингового источника сурьмы. Разработана оригинальная методика их экспериментального определения. Обоснован выбор оптимальной температуры крекинговой зоны, составляющей 900°С.

4. Проведены исследования МПЭ роста многокомпонентных твердых растворов на основе арсенидов и антимонидов металлов III группы. Показана неприменимость термодинамической модели для описания МПЭ твердых растворов, содержащих два элемента V группы. В то же время, доказана адекватность термодинамического подхода при описании зависимостей состава металлической подрешетки твердых растворов AlGaAsSb, AlInAsSb и GalnAsSb от входных параметров технологического процесса.

5. Показано, что наиболее эффективное управление составом металлоидной подрешетки твердых растворов на основе арсенидов и антимонидов металлов III группы возможно изменением потока сурьмы. При этом решающим фактором, определяющим состав твердого раствора, является коэффициент встраивания сурьмы. Изменение же потока мышьяка (при условии использования для роста четырехатомных молекул мышьяка), даже в значительных пределах, не приводит к заметному изменению состава металлоидной подрешетки.

6. Исследованы особенности конкурентного встраивания двух- и четырехатомных молекул сурьмы при эпитаксии многокомпонентных твердых растворов с двумя летучими элементами. Экспериментально определены зависимости коэффициентов встраивания сурьмы от степени пресыщения газовой фазы атомами сурьмы и от температуры роста. Выбраны и обоснованы режимы эпитаксии, обеспечивающие воспроизводимое получение составов твердых растворов AlGaAsSb, AlInAsSb, InAsSb.

7. Установлено, что четырехкомпонентные твердые растворы AlxIn|.xAsySb|.y с содержанием алюминия 0.14 <х < 0.18 подвержены распаду. Определен состав выделяющихся фаз. Показано, что твердые растворы AlxIn j ,х AsySb j .у, согласованные по периоду решетки с InAs или GaSb, с составами, попадающими еще глубже в область несмешиваемости (с х< 0.2), не имеют признаков распада и демонстрируют высокое структурное совершенство и интенсивную фотолюминесценцию.

8. Обнаружен эффект непреднамеренного встраивания атомов сурьмы в слои InAs при использовании для роста двухатомных молекул сурьмы. При МПЭ слоев InAs при низких температурах (400°С) и скоростях роста (~ 1-2 им/с) содержание сурьмы составило -6%.

9. Предложена оригинальная методика формирования CMC вставок InSb в матрице In(As,Sb) за счет реакции замещения атомов мышьяка на поверхности роста атомами сурьмы. Исследованы основные закономерности формирования CMC вставок InSb и влияние ростовых параметров на морфологию и ФЛ свойства гетероструктур с субмонослойными вставками InSb/InAs.

Обнаружено, что при изменении температуры подложки от 380 до 485°С толщина вставок уменьшается с ~ 1 МС до ~ 0.6 МС, что сопровождается уменьшением длины волны фотолюминисценции от 3.8 до 3.4 мкм при температуре 80 К.

10. Показано, что CMC вставки InSb, полученные путем выдержки поверхности In(As,Sb) под потоком сурьмы, представляют из себя плотный однородный массив самоформирующихся InSb островков, характерный латеральный размер которых составляет 2.5+1.5 нм, а поверхностная плотность превышает 1012 см"2. InSb островки представляют собой массив электронно-связанных КТ типа II, люминесцентные свойства которого описываются в модели квази-равновесного распределения носителей по энергиям.

11. Изучен механизм самоорганизации InSb КТ при принудительном их осаждении после выдержки под потоком Sb4. Экспериментально определена критическая толщина, которая составляет ~1.7МС, при осаждении InSb в матрицу InAs. Превышение критической толщины приводит к релаксации упругих напряжений и образованию высокой плотности дефектов в КТ.

12. Впервые получены структуры инжекционных лазеров на базе гибридных ДГС AlGaAsSb/InAs/MgCdSe ДГС с активной областью па основе КТ InSb/InAs II-рода. В структуре лазерного диода достигнута генерация при температуре 60 К с пороговой плотностью тока Jnop ~ 3.5 кА/см и длиной волны излучения X = 3.075 мкм.

1. Semiconductor Optical and Electro-Optical Devices / I. Vurgaftman, C.L.Felix, E.H Aifer, J.R. Meyer // Handbook of Thin Film Devices, Academic Press, Vol. 2. -2000.

2. High-power 2.3 |im laser arrays emitting 10 W CW at room temperature / G.L. Belenky, J.G.Kim, L. Shterengas, et al.//Electron. Lett. -2004 Vol. 40, №12. -P. 737-738.

3. Инжекционный лазер на основе четырехкомпонентного твердого раствора InGaAsSb. / Л.М. Долгннов, Л.В.Дружинина, П.Г.Елисеев и др.//Квантовая электроника. 1978. - Том 5. - С. 703-706.

4. Применение светодиодов на основе GalnAsSb для измерения влажности. / Л.М. Долгинов, Л.В.Дружинина, М.Г. Мильвидский и др. // Измерительная техника. 1981. - Том 6. - С. 136-140.

5. Shliessl U.P. High temperature laser based on lead chalcogenide alloys. / U.P Shliessl, J. Rohr. // Infr. Phys. Tech. 1999. - Vol. 40. - P. 325-328.

6. A. Baranov. Antimonide quantum cascade lasers: towards short wavelengths. / A. Baranov. // Abstract booklet of the VII International Conference on Mid-Infrared Optoelectronic Material and Devices, Lancaster, UK, 2005. P. 1.

7. Continuous-wave operation of X = 3.25 |im broadened-waveguide W quantum-well diode lasers up to T = 195 K. / Bewley W.W., Lee H., Vurgaftman I., et al. // Appl. Phys. Lett. 2000. - Vol. 76. - P. 256-258.

8. Molecular beam epitaxy growth and characterization of mid-IR type-II "W" diode lasers. / C. L. Canedy, Bewley W.W., G.I. Boishin, et al.//J. Vac. Sci. Technol. B.-2005 Vol. 23, № 3. - P. 1119-1124.

9. A 2.78-(im laser diode based on hybrid AlGaAsSb/InAs/CdMgSe double heterostructure grown by molecular-beam epitaxy. / S.V. Ivanov, V. A. Kaygorodov, S.V. Sorokin, et al. // Appl. Phys. Lett. 2003 - Vol. 82. - P. 3782-3784.

10. Копьев П.С. Молекулярно-пучковая эпитаксия гетероструктур на основе соединений А3В5. / П.С. Копьев, Н.Н. Леденцов. // ФТП. 1988. - Том 22. -С. 1729-1742.

11. FolmerM. Nuclei formation in supersaturated states. / M. Folmer, A. Weber. // Zeitschzift fur Physikalische Chemie. 1926 - Vol. 119. - P. 227-301.

12. Stranski I.N. Theory of orientation separation in Ionic Crystals. / I.N. Stranski, L. Krastanov.//Sitzber. Acad. Wiss. Wien, Math-Natur W. 1938 - V. 146. - P. 797810.

13. Тхорик Ю.А. Пластическая деформация и дислокации несоответствия в гетероэпитаксиальных системах. / Тхорик Ю.А., Хазан JI.C. — Киев: Наукова Думка, 1983,-304 стр.

14. Chris G. Van Dewalle. Band lineups and deformation potentials in the model solid theory. / Chris G. Van Dewalle // Phys. Rev. 1989. - Vol. 39. - P. 1871-1883.

15. Matthews J.W. Defects in epitaxial multilayers. I. Misfit • dislocations. / J.W. Matthews, A.E. Blakeslee. // J. of Crystal Growth. 1974.1. Vol. 27.-P. 118-125.

16. People R. Calculation of critical layer thickness versus lattice mismatch for Ge^Sij^/Si strained-layer heterostructures. / R. People, J.C. Bean. // Appl. Phys. Lett.1985.-Vol. 47.-P. 322-324.

17. Eaglesham D.E. Dislocation-free Stranski-Krastanow growth of Ge on Si(100). / D.E. Eaglesham, M. Cerullo.//Phys. Rev. Lett. 1990 - Vol. 64. - P. 19431946.

18. Kinetic pathway in Stranski-Krastanov growth of Ge on Si(001). / J.-W. Mo, D.E. Savage, B.S. Swartzentruber, M.G. Lagally. // Phys. Rev. Lett. 1990. - Vol. 65. -P. 1020-1023.

19. Growth by molecular beam epitaxy and characterization of InAs/GaAs strained-layer superlattices. / L. Goldstein, F. Glas, J.Y. Marzin, et al.//Appl. Phys. Lett.- 1985.-Vol. 47.-P. 1099-1101.

20. Growth mode and strain relaxation during the initial stage of InGaAs growth on GaAs(OOl)/М. Lentzen, D. Gerthsen, A. Forster, and Urban.//Appl. Phys. Lett.1992.-Vol. 60.-P. 74-76.

21. Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства, лазеры. Обзор. / Н.Н. Леденцов, В.М. Устинов, В.А. Щукин, и др. // ФТП 1998. -Том. 32,№4.-С. 385^10.

22. Асрян Л.В. Теория пороговых характеристик полупроводниковых лазеров на квантовых точках. Обзор. / Л.В. Асрян, Р.А. Сурис. // ФТП 2004. - Том. 38, №1. -С. 3-25.

23. Radiative recombination in type II GaSb/GaAs quantum dots. / F. Hatami, N.N. Ledentsov, M. Grudmann, et al.//Appl. Phys. Lett. 1995. - Vol. 67. - P. 656658.

24. Radiative states in type II GaSb/GaAs quantum well./N.N. Ledentsov, J. Bohrer, M. Beer, et al. // Appl. Phys. Lett. 1995. - Vol. 67 - P. 656-658.

25. Motlan. Photoluminescence of multilayer GaSb/GaAs self-assembled quantum dots grown by metalorganic vapor deposition at atmospheric pressure. / Motlan, E.M. Goldys. // Appl. Phys. Lett. 2001. - Vol. 79. - P. 2976-2978.

26. Bennett B.R. Molecular beam epitaxial growth of InSb, GaSb, and AlSb nanometer-scale dots on GaAs./B.R. Bennett, R. Magno, B.V. Shanabrook.//Appl. Phys. Lett.1996.-Vol. 68.-P. 505-507.

27. Bennett B.R. Self-assembled InSb and GaSb quantum dots on GaAs (001)./B.R. Bennett, P.M. Thibado, M.E. Twigg, et al. // J. of Vac. Sci. Techn. B.1996.-Vol. 14.-P. 2195-2198.

28. Bennett B.R. Stranski-Krastanov growth of InSb, GaSb, and AlSb on GaAs: structure of wetting layer. / B.R. Bennett, B.V. Shanabrook, P.M. Thibado, et al. II). of Crystal Growth. 1997. - Vol. 175/176. - P. 888-893.

29. Glaser E.R. Photoluminescence studies of self-assembled InSb, GaSb, and AlSb quantum dot heterostructures. / E.R. Glaser, B.R.Bennett, B.V. Shanabrook, R. Magno. // Appl. Phys. Lett. 1996. - Vol. 68, - P. 3614-3616.

30. Цацульников А.Ф. Формирование двумерных наноостровков при осаждении сверхтонких слоев InSb на поверхность GaSb. / А.Ф. Цацульников, Д.А. Бедарев, Б.В. Воловик, и др. // ФТП. 1999 - Том. 33, № 8. - С. 976-982.

31. Alphandery E. Self-assembled InSb quantum dots grown on GaSb: A photoluminescence, magnetoluminescence and atomic force microscopy study. / E. Alphandery, R.J. Nicholas, N.J. Mason, et al. // Appl. Phys. Lett. 1999. -V. 74.-P. 2041-2043.

32. Utzmeier T. Transition from self-organized InSb quantum-dots to quantum dashes. / T. Utzmeier, P.A. Postigo, J. Tamayo, et al. // Appl. Phys. Lett. 1996. -Vol. 69. - P. 2674-2676.

33. Ferrer J.C. Self-assembled quantum dots of InSb grown on InP by atomic layertmolecular beam epitaxy: Morphology and strain relaxation.//J.C. Ferrer, F. Peiro, A. Cornet, et al. // App. Phys. Lett. 1996. - Vol. 69 - P. 3887-3889.

34. Su-Huai Wei. InAsSb/InAs: a type-I or a type-II band alignment. / Su-Huai Wei, A. Zunger. // Phys. Rev. В 1995. - V. 52. - P. 12039-12044.

35. KrierA. Midinfrared photoluminescence of InAsSb quantum dots grown by liquid phase epitaxy. / A. Krier, X.L. Huang, A. Hammiche. // Appl. Phys. Lett. 2000 -Vol. 77, № 23. - P. 3791-3793.

36. Structural and optical characterization of MOVPE self-assembled InSb quantum dots in InAs and GaSb matrices. / A.G. Norman, N.J. Mason, M.J. Fisher, et al. // Inst. Phys. Conf. Ser. IOP Publisher Ltd. 1997. - № 157.

37. Collins D.A. Reflection high energy electron diffraction observation of anion exchange reaction on InAs surface. / D.A. Collins M.W. Wang, R.W. Grant, T.C. McGill. //Appl. Phys. 1994. - Vol. 75. - P. 259-262.

38. Effects of surface reconstruction on III-V semiconductor interface formation: the role of III/V composition. / B.Z. Nosho, W.H. Weinberg, W. Barvoza-Carter, et al. // Appl. Phys. Lett. 1999. - Vol. 74. P. 1704-1706.

39. Initial stages of Sb2 deposition of InAs (001). / B.Z. Nosho, B.V. Shanabrook, B.R. Bennett, et al. // Surface Science. -2001. Vol. 478. - P. 1-8.

40. Effects of AS2 versus As4 on InAs/GaSb heterostructures: As-for-Sb exchange and film stability. / B.Z. Nosho, B.R. Bennett, L.J. Whitman, M. Goldenberg. // J. of Vac. Sci. Technol. B. -2001. Vol. 19.-P. 1626-1630.

41. Kaspi R. Compositional abruptness at the InAs-on-GaSb interface: optimizing growth by using the Sb desorption signature. / R. Kaspi.//J. of. Crystal Growth. 1999. -201/202-P. 864-867.

42. Study of interface asymmetry in InAs-GaSb heterojunctions. / M.W. Wang, D.A. Collins, T.C. McGill, et al.//J. of Vac. Sci. Technol. B. 1995. - Vol. 13. -P. 1689-1693.

43. Georgiev N. Effect of growth interruptions on the interfaces of InGaAs/AlAsSb superlattice. / N. Georgiev, T. Mozume // Appl. Phys. Lett. 1999. - Vol. 75. - P. 23712373.

44. Gonzales-Diaz M. Theoretical study of the role of natural interlayers in the band offsets on InAs/GaSb heterojnetion. / M. Gonzales-Diaz, P. Rodriguez-Hernandez, A. Munoz. // Appl. Surf. Sci. 1998. - Vol. 123-124. - P. 571-574.

45. Microstructure of GaSb-on-InAs heterojunction examined with cross-sectional scaning tunneling microscopy. / J. Harper, M. Weimer, D.Zhang, et al.//Appl. Phys. Lett. 1998. - Vol. 73. - P. 2805-2807.

46. Growth and optimization of InAs/GaSb and GaSb/InAs interfaces. / A. Tahraoui, P. Tomasini, L. Lassabatere, J. Bonnet.//Appl. Surf. Sci. 2000. - Vol. 162-163. -P. 425-429.

47. Bennet B.R. Anion control in molecular beam epitaxy of mixed As/Sb III-V heterostructures. / B.R. Bennet, B.V. Shanabrook, M.E. Twigg. // Appl. Phys. 1999. -Vol. 85.-P. 2157-2161.

48. Arsenic and antimony exchange on GaSb, its impacts on surface morphology, and interface structure. / Qianghua Xie, J.E. Van Nostrand, J.L Brown, C.E. Stutz. // Appl. Phys. 1999. - Vol. 86. - P. 329-337.

49. The structure of Sb-terminated GaAs (001) surfaces. / L.J. Whitman, B.R.Bennett, E.M. Kneedler, et al. // Surf. Sci. 1999. - Vol. 436. - P. L707-L714.

50. Visualizing interfacial structure at non-common-atom heterojunctions with cross-sectional scaning tunelling microscopy. / J. Steinshnider, M. Weimer, R. Caspi, G.W. Turner. // Phys. Rev. Lett. 2000. - Vol. 85. - P. 2953-2956.

51. Shang-Fen Ren. Ab initio pseudopotential calculations of InAs/AlSb heterostructures. / Shang-Fen Ren, Jun Shen. // Appl. Phys. 1997. - Vol. 81. - P. 1169— 1172.

52. GeorgievN. Effect of group-V species exchange at the interfaces of InGaAs/AlAsSb. / N. Georgiev, T. Mozume. // J. of. Crystal Growth. 2000.-Vol. 209.-P. 247-251.

53. Twigg M.E. Morphological instability in InAs/GaSb heterostructures. / M.E. Twigg, B.R. Bennet, R. Magno. // J. of Crystal Growth. 1998. - Vol. 191. - P. 651-662.

54. Особенности формирования гетерограниц (Al, Ga)Sb/InAs при молекулярпо-пучковой эпитаксии. / П.В. Неклюдов, С.В. Иванов, Б.Я Мельцер, П.С. Копьев. // ФТП. 1997. - Том. 31. - С. 1242-1245.

55. Study of interfaces GalnSb/InAs quantum wells by high resolution X-ray diffraction and reciprocal space mapping. / D.H. Tomich, W.C. Mitchel, P.Chow, C.W. Tu. // J. of. Crystal Growth.- 1999.-Vol. 201-202.-P. 868-871.

56. X-ray diffraction study of InAs/AlSb interface bonds grown by molecular beam epitaxy. / A. Sato, K. Ohtani, R. Terauchi, et al.//J. of. Crystal Growth. 1999.-Vol. 201-202.-P. 861-863.

57. Influence of interface bonds and buffer materials on optical properties of InAs/AlSb quantum wells grown on GaAs substrate. / K. Ohtani, A. Sato, Y. Ohno, et al. // Appl. Surf. Sci. 2000. - Vol. 159-160. - P. 313-317.

58. InAs/GaSb (001) valence-band offset: independence of interface composition and strain. / B. Montanan, M. Peressi, S. Baroni, E. Molinary.//Appl. Phys. Lett.- 1996.-Vol. 69.-P. 3218-3220.

59. Hemstreet L.A. Effect of interfacial bond type on the electronic and structural properties of GaSb/InAs superlattices. / L.A. Hemstreet, C.Y. Fong, J.S. Nelson.//J. of Vac. Sci. Techn. B. 1993. - Vol. 11.-P. 1693-1696.

60. FoxonC.T. Molecular beam epitaxy. / C.T. Foxon.//Acta Electronica. 1978.-Vol 21.-P. 139-150.

61. Крегер Ф. Химия несовершенных кристаллов. / Крегер Ф.— М.: Мир, 1987,651 с.

62. Heckingbottom R. Growth and doping of gallium arsenide using molecular beam epitaxy (MBE); Thermodynamic and kinetic aspects. / R. Heckingbottom, G.J. Davies, K.A. Prior. // Surf. Sci. 1983. - Vol. 132. - P.375-389.

63. Влияние условий роста на внедрение фоновых примесей в легированные слои GaAs, выращенные методом МПЭ. / Н.Н. Леденцов, Б.Я. Бер, П.С. Копьев, и др. // ЖТФ. 1985. - Т. 35, № 1.-С. 142-147.

64. Hisashi Seki. Thermodynamic analysis of molecular beam epitaxy of III-V semiconductors. / Hisashi Seki, Akinori Koukitu.//J. of Cryst. Growth. 1986. -Vol. 78, №2.-P. 342-352.

65. Thermodynamic Analysis of Molecular Beam Epitaxy of II-VI Semiconductors. / A. Koukitu, H. Nakai, T. Suzuki, H. Seki. // J. of Crystal Growth. -1987.-Vol. 84.-P. 425-432.

66. Koukitu A. Thermodynamic Analysis on Molecular Beam Epitaxy of GaN, InN and A1N. / A. Koukitu, H. Seki. // Jpn. Appl. Phys. 1997. - Vol. 36. - P. L750-L753.

67. Cho A.Y. Molecular beam epitaxy. / A.Y. Cho, J.R.Arthur. // Progress in Solid State Chemistry.- 1975.-Vol. 10.-P. 157-190.

68. Пригожин И. Химическая термодинамика. / И. Пригожин, Р. Дефей. — Новосибирск: Наука, 1966.

69. Глазов В.М. Основы физической химии. / В.М. Глазов.— М.: Высшая школа, 1981,-456 стр.

70. Стрельченко С.С. Соединения А3В5. Справочник. / С.С. Стрельченко, В.В. Лебедев. — М.: Металлургия, 1984.

71. Новоселова А.В. Физико-химические свойства полупроводниковых веществ. / Новоселова А.В. — М.: Наука, 1979.

72. Киреев В.А. Методы практических расчетов в термодинамике химических реакций./ В.А. Киреев. — М.: Химия, 1975, 535 стр.

73. Карапетьянц М.Х. Основные термодинамические константы неорганических и органических веществ./ М.Х. Карапетьянц, M.J1. Карапетьянц. — М.: Химия, 1968.

74. FoxonC.T. Interaction kinetics of As4 and Ga on (100) GaAs surfaces using a modulated molecular beam technique. / C.T. Foxon, B.A. Joyce.//Surf. Sci.- 1975.-Vol. 50.-P. 434—450.

75. Surface-stoichiometry dependence of As2 desorption and As4 "reflection" from GaAs(OOl). / J.Y. Tsao, T.M. Brennan, J.F. Klem, B.E. Hammons.//J. of Vac. Sci. Techn. A. 1989 - Vol. 7, № 3. - P. 2138-2142.

76. Кейси X. Лазеры на гетероструктурах. / X. Кейси, М. Паниш. — М.: Мир, 1981.

77. Akio Sasaki. Energy band structure and lattice constant chart of III-V mixed semiconductor lasers on GaSb substrates. / Akio Sasaki, Masahiro Nishiuma, Yoshikazu Takeda.//Jap. J. of Appl. Phys. 1980. - Vol. 19.-P. 1695-1702.

78. Корицкий Ю.В. Справочник по электротехническим материалам. / Ю.В. Корицкий В.В. Пасынков, Б.М. Тареев — Л.: Энергоатомиздат, 1988.-Том 3.

79. Батура В.П. Четырехкомпонентные твердые растворы соединений А3В5 — перспективные материалы оптоэлектроники. / В.П. Батура, П.Г. Вигдорович А.А. Селин. // Зарубежная электронная техника. 1980. - Том. 1. - С. 3-52.

80. Al(As,Sb) heterobarriers on InAs: growth, structural properties and electrical transport. / H.-R. Blank, S. Mathis, E.Hall, et al.//J. of Crystal Growth. 1998. -Vol. 187.-P. 18-28.

81. Accurate control of Sb composition in AlGaAsSb alloys on InP substrates by molecular beam epitaxy. / G. Almuneau, E. Hall, S. Mathis, L.A. Coldren. // J. of Crystal Growth. 2000. - Vol. 208. - P. 113-116.

82. Arsenic incorporation in molecular beam epitaxy (MBE) grown (AlGaIn)(AsSb) layers for 2.0-2.5 цт laser structures on GaSb substrates. / S. Simanowski, M. Walther, J. Schmitz, et al. // J. of Crystal Growth. 1999. - Vol. 201/202. - P. 849-853.

83. Calibration of the arsenic mole fraction in MBE grown GaAsySb|.y and AlxGaj.xASySbj.y (y<0.2). / E. Selvig, B.O. Fimland, T. Skauli, R. Haakenaasen. // J. of Crystal Growth. 2001. - Vol. 227-228. - P. 562-565.

84. Compositional control of GaSbAs alloys. / A. Bosacchi, S. Franchi, P. Allegri, et al. // J. of Crystal Growth. 1999 - Vol. 201/202. - P. 858-860.

85. A thermodynamic analysis of the growth of III-V compounds with two volatile group V elements by molecular-beam epitaxy. / A.Yu. Egorov, A.R. Kovsh, V.M. Ustinov, et al.//J. of Crystal Growth. 1998. -Vol. 188.-P. 69-74.

86. Термодинамический анализ роста тройных соединений GaAsN методом молекулярно-пучковой эпитаксии. / В. А. Одноблюдов, А.Р. Ковш, А.Е.Жуков, и др. // ФТП. 2001. - Том. 35. - С. 554-559.

87. Studies on incorporation of AS2 and As4 in III-V compound semiconductors with two group V elements grown by molecular beam epitaxy. / Zhi-Biao Hao, Zai-Yuan Ren, Wen Ping Guo, Yi Luo. // J. of Crystal Growth. 2001. - Vol. 224 - P. 224-229.

88. Термодинамический анализ процесса роста четверных соединений AmBv при молекулярно-пучковой эпитаксии на примере соединений GaxInixPyAsi.y. / А.Ю. Егоров, А.Р. Ковш, А.Е.Жуков, и др.//ФТП. 1997.-Том. 31, № 10.-С. 1153-1157.

89. Thermodynamic approach to composition and growth rate control in MBE of ZnSSe. / S.V. Ivanov, S.V. Sorokin, H.S. Park, et al. // Workbook of the 8th European Workshop on MBE, Sierra-Nevada. 1995. - P. 119-122. - Sierra-Nevada

90. Interplay of Kinetics and Thermodynamics in Molecular Beam Epitaxy of (Mg,Zn,Cd)(S,Se). / S.V. Ivanov, S.V. Sorokin, I.L. Krestnikov, et al. // J. of Cryst. Growth. 1998. - Vol. 184/185. - P. 70-74.

91. Сорокин B.C. Управление составом твердых растворов ZnSySe|y при молекулярно-лучевой эпитаксии. / B.C. Сорокин, С.В.Сорокин, В.А. Кайгородов. // Материалы электронной техники. 2000. - Том. 4. - С. 50-54.

92. Ghaisas S.V. Surface kinetics and growth interruption in MBE of compound semiconductors: a computer simulation study. / S.V. Ghaisas, A. Madhukar.//Appl. Phys. 1989. - Vol. 65. - P. 10-16.

93. Kaspi R. Analysis of GaAs(OOl) surface stoichiometry using Monte Carlo simulations. / R. Kaspi and S.A. Barnett. // Surface Science. 1991. - Vol. 241, № 1-2.1. P.146-156.

94. Waterman J.R. Reflection high energy diffraction study of Sb incorporation during MBE growth of GaSb and AlSb./J.R. Waterman, B.V. Shanabrook, R.J. Wagner.//J. Vac. Sci. Technol. B. 1992. - Vol. 10, № 2. - P. 895-897.

95. Mass-spectrometric determination of antimony incorporation during molecular beam epitaxy. / K.R. Evans, C.E. Stutz, P.W. Yu, C.R. Wie. // J. Vac. Sci. Technol. В 1990. -Vol .8.-P. 271-275.

96. Biermann K. Optical pyrometry for in situ control of MBE growth of (Al,Ga)Asi.xSbx compound on InP. /К. Biermann, A. Hase, H. Kunzel. // J. of Crystal Growth. 1999. -Vol. 201/202.-P. 36-39.

97. Molecular-beam epitaxial growth and interface characteristics of GaAsSb on GaAs substrates. / M. Yano, M. Ashida, A. Kawaguchi, et al.//J. Vac. Sci. Technol. B1989.-Vol. 7, №2.-P. 199-203.

98. Response surface modeling of the composition of AlAsySbi.y alloys grown by molecular beam epitaxy. / P. Gopaladasu, J.L. Cecchi, K.J. Malloy, R. Kaspi. // J. of Crystal Growth. 2001. - Vol. 225. - P. 556-560.

99. Ron Kaspi. Digital alloy growth in mixed As/Sb heterostructures. / Ron Kaspi, G.P. Donati. // J. of Crystal Growth. 2003. - Vol. 251. - P. 515-520.

100. Yong-Hang Zhang. Improved crystalline quality of grown AlAsxSbi.x grown on InAs by modulated molecular beam epitaxy. / Yong-Hang Zhang, David Chow. // Appl. Phys. Lett. 1994. - Vol. 65. - P. 3239-3240.

101. Hall E. Improved composition control of digitally grown AlAsSb lattice-matched to InP. / E. Hall, H. Kroemer, L.A. Coldren. // J. of Crystal Growth. 1999. - Vol. 203. -P.447-449.

102. Yoshiji Horikoshi. Advanced epitaxial growth techniques: atmic layer epitaxy and migration-enchanced epitaxy. / Yoshiji Horikoshi.//J. of Crystal Growth. 1999.-Vol. 201/202.-P. 150-158.

103. IV-VI Quantum Wells for Infrared Lasers. / G. Bauer, M. Kriechbaum, Z.Shi, M. Tacke. // J. of Nonlinear Opt. Phys. Mat. 1995. - Vol. 4. - P. 283-289.

104. Near-room-temperature operation of PbixSrxSe infrared diode lasers using molecular beam epitaxy growth techniques. / B. Spanger, U. Shliessl, A. Lambreht, et al. // Appl. Phys. Lett. 1988. - Vol. 53. - P. 2582-2583.

105. Low threshold PbEuSeTe/PbTe separate confinement buried heterostructure diode lasers. / Z. Feit, M. McDonald, R.J. Woods, et al. // Appl. Phys. Lett. 1996. -Vol. 68, №6. -P. 738-740.

106. Kobayashi N. Room temperature operation of the InGaAsSb/AlGaAsSb DH laser at 1.8 pm wavelength./N. Kobayashi, Y. Hiroshi, C. Uemura.//Jpn. J. of Appl. Phys.-1980.-Vol. 19.-P. L30-L32.

107. Injection lasers operating continuously at room temperature at 2.33 цт. / A.E. Bochkarev, L.M. Dolginov, A.E. Drakin, et al.//11th IEEE Int. Semiconductor Laser Conf., Boston, USA. 1988. - PD8. - USA.

108. Long-wavelength optical absorption in p-GaSb. / A.N. Baranov, P.E. Dyshlovenko, A.A. Kopylov, V.V. Sherstnev. // Sov. Tech. Phys. Lett. 1988. - Vol. 14. - P. 798-802.

109. Алферов Ж.И. История и будущее полупроводниковых гетероструктур. / Алферов Ж.И. // ФТП. 1998. - Том. 32. - С. 3-18.

110. Room-temperature of InGaAsSb/AlGaSb double heterostructure lasers near 2.2 цт prepared by molecular beam epitaxy. / Т.Н. Chiu, W.T. Tsang, J.P. Ditzenberger, Van der Zeil // Appl. Phis. Lett. 1986. - Vol. 49-P. 1051-1052.

111. Choi H.K. Room-temperature cw operation at 2.2 цт of GalnAsSb/AlGaAsSb diodelasers grown by molecular beam epitaxy. / H.K. Choi, S.J. Eglash. // Appl. Phys. Lett. -1991.-Vol. 59,№ 10.-P. 1165-1167.

112. Ultralow-loss broadened-waveguide high power 2 цт AlGaAsSb/InGaAsSb/GaSb separate-confinement quantum well lasers. / D.Z. Garbuzov, R.U. Martinelli, H. Lee, et al. // Appl. Phys. Lett. 1996. - Vol. 69. - P. 2006-2008.

113. Room-temperature 2.78 цт AlGaAsSb/InGaAsSb quantum well lasers. / H. Lee, P.K. York, R.J. Menna et al. // Appl. Phys. Lett. 1995. - Vol. 66. - P. 1942-1944.

114. Wang C.A. GalnAsSb/AlGaAsSb multiple-quantum-well diodes lasers grown by organometallic vapor phase epitaxy. / C.A. Wang, H.K. Choi. // Appl. Phys. Let.1997.-Vol.70.-P. 802-804.

115. Мощные светодиоды, излучающие в области длин воли 1.9-2.1 мкм. / Т.Н. Данилова, Б.Е. Журтанов, A.J1. Закгейм и др. // ФТП. 1999. - Том. 33. -С. 239-242.

116. Мощностные характеристики 2.2 цт светодиодов для спектральных приложений. / А.А. Попов, В.В. Шерстнев, Ю.П. Яковлев и др. // Письма в ЖТФ -1997.-Том. 23.-С. 12-18.

117. Попов А.А. 2.35 цт светодиоды для измерения метана. / А.А. Попов,• В.В. Шерстнев, Ю.П. Яковлев. // Письма в ЖТФ. 1998. - Том .24. - С.12-19.

118. Светодиоды на основе InAsSb для детектирования С02 = 4.3 pm). / А.А. Попов, М.В. Степанов, В.В. Шерстнев, Ю.П. Яковлев. // Письмав ЖТФ 1998. - Том. 24. -С.34-41.

119. Eglash S.J. InAsSb/AlAsSb double-heterostructure diode lasers emitting at 4 fim. / S.J. Eglash, H.K Choi. // Appl. Phys. Let. 1994. - Vol. 64. - P. 833-835.

120. Effects of the interface bonding type on the optical and structural properties of InAs-* AlSb quantum wells. / B. Brar, J. Ibbetson, H. Kroemer, J.H. English. // Appl. Phys.1.tt. 1994. - Vol. 64, № 25. - P. 3392-3394.

121. Study of interface composition and quality in AlSb/InAs/AlSb quantum wells by Raman scattering from interface modes. /1. Sela, C.R. Bolognesi, L.A. Samoska, H. Kroemer. // Appl. Phys. Lett. 1992. - Vol. 60, № 26. - P. 3283-3285.

122. Eglash S.J. High-power multiple-quantum-well GalnAsSb/AlGaAsSb diode lasers emitting at 2.1 pm with low threshold current density. / S.J. Eglash, H.K. Choi. // Appl. Phys. Lett. 1992. - Vol. 61. - P. 1154-1156.

123. Room-temperature 2.5 pm InGaAsSb/AlGaAsSb diode lasers emitting 1 W continuous waves. / J.G. Kim, L. Shterengas, R.U. Martinelli, et al. // Appl. Phys. Lett. -2002. Vol. 81, № 17. - P. 3146-3148.

124. High-power room-temperature continuous wave operation at 2.7 and 2.8 pm In(Al)GaAsSb/GaSb diode lasers. / J.G. Kim, L. Shterengas, R.U. Martinelli, G.L. Belenky. // Appl. Phys. Lett. 2003. - Vol. 83, № 10. - P. 1926-1928.

125. Design of high-power room-temperature continuous-wave GaSb-based type-I quantum-well lasers with X > 2.5 pm. / L. Shterengas, G.L. Belenky, J.G. Kim, R.U. Martinelli. // Semicond. Sci. Technol. 2004. - Vol. 19. - P. 655-658.

126. Tuttle G. Effects of interface layer sequencing on the transport properties of InAs/AlSb quantum wells: Evidence for antisite donors at the InAs/AlSb interface. / G. Tuttle, H. Kroemer, J.H. English. // Appl. Phys. 1990. - Vol. 67. -P. 3032-3037.

127. Molecular-beam-epitaxial growth and optical analysis of InAs/AlSb strained-layer superlattices. / M. Yano, M. Okuizumi, Y. Iwai, M. Inou. // Appl. Phys. -1993.-Vol. 74. P. 7472-7480.

128. Генерация когерентного излучения в квантово размерной структуре на одном гетеропереходе. / В. Баранов, Б.Е Джуртанов, А.Н. Именков и др. // ФТП. 1986. -Том. 20.-С. 2217-2221.

129. Yong-Hang Zhang. Continuous wave operation of InAs/InAsxSbi.x midinfrared • lasers./Yong-Hang Zhang.//Appl. Phys. Let. 1995. - Vol. 66. - P. 118-120.

130. High-temperature type-II superlattice laser at X=2.9 цт. / W.W Bewley, E.H. Aifer,

131. C.L. Felix, et. al. // Appl. Phys. Let 1997 - Vol. 71. - P. 3607-3609.

132. Demonstration of 3.5 |im GaixInxSb/InAs superlattice diode laser. /Т.С. Hasenberg,

133. D.H. Chow, A.R. Kost, et al. // Electronics Letters 1995 - Vol. 31. - P. 275-276.

134. Type II mid-infrared quantum well lasers. / J.I. Malin, J.R.Meyer, C.L.Felix, et. al. // Appl. Phys. Let. 1996. - Vol. 68. - P. 2976-2978.

135. Type II quantum well lasers for the mid-wavelength. / J.R. Meyer, C.A. Hoffman, F.J. Bartoli, L.R. Ram-Mohan. // Appl. Phys. Let. 1995. - Vol. 67. - P. 757-759.

136. Low-threshold quasi-cw type II quantum well lasers at wavelengths beyond 4 |im. / Chih-Hsaing Lin, S.S. Pei, H.Q.Lee et al.//Appl. Phys. Let. 1997. - Vol. 71. -P.3281-3283.

137. Lee H.Q. Low-loss high-efficiency and high-power diode-pumped mid-infrared GalnSb/InAs quantum well lasers. / H.Q. Lee, C.H.Lin, S.S. Pei.//Appl. Phys. Let.1998. Vol. 72. - P. 3434-3436.

138. III-V interband 5.2 |im laser operating at 185 K. / Michael E. Flatte, T.C. Hasenberg, J.T. Olesberg, et al. //Appl. Phys. Let. 1997. - Vol. 71. - P. 3764-3766.

139. Type II mid-IR lasers operating above room temperature. / J.I. Malin, C.L. Felix

140. J.R. Meyer, et al. // Electronics Letters 1996 - Vol. 32. - P. 1593-1595.

141. Observation of room temperature laser emission from type III InAs/GaSb multiple quantum well structures. / A.N. Baranov, N. Bertru, Y. Cuminal, et al. // Appl. Phys. Let. 1997.-Vol. 71.-P. 735-737.

142. Midinfrared InAs/InGaSb "W" diode lasers with digitally grown tensile-strained AlGaAsSb barriers. / W. Li, J.B. Heroux, H. Shao, et al.//J. Vac. Sci. Technol. B.-2005. Vol. 23, № 3. - P. 1136-1139.

143. Глазов B.M. Химическая термодинамика и фазовые равновесия. / В.М. Глазов, JI.M. Павлов — М.: Металлургия, 1981 -336 с.

144. Meijering J.L. Segregation in regular ternary solutions. / J.L. Meijering.// Philips Res. Reports. 1950. - Vol. 5. - P. 333-356.

145. Jordan A.S. Solid-liquid equilibria for quaternary solid solution involving compound semiconductors in regular solution approximation. / A.S. Jordan, M. Ilegems. // J. Phys. Chem. Solids. 1975. - Vol. 36. - P. 329-342.

146. Stringfellow G.B. Calculation of ternary and quaternary III-V phase diagrams. / G.B. Stringfellow. // J. of Crystal Growth. 1974. - Vol. 27. - P. 21-34.

147. Hiroyuki Miyoshi. Substrate lattice constant effect on the miscibility gap of MBE grown InAsSb. / Hiroyuki Miyoshi, Yoshiji Horikoshi.//J. of. Cryst. Growth. 2001.-Vol. 227-228. - P. 571-576.

148. Урусов B.C. Теория изоморфной смесимости. / B.C. Урусов. — M.: Наука, 1977

149. Vieland L.J. Phase equilibria of III-V compounds. / L.J. Vieland.//Acta Metallurgies- 1963.-Vol. 11.-P. 137-142.

150. The pseudoquaternary phase diagram of the Ga-In-As-Sb system. / Kazuo Nakajima, Kozo Osamura, Ken Yasuda, Yotaro Murakami.//J. of Crystal Growth. 1977.-Vol. 41.-P. 87-92.

151. Свойства твердых растворов GalnAsSb в области спинодального распада, полученных из сурьмянистых растворов-расплавов методом жидкофазной эпитаксии. / В.И Васильев, А.Г. Дерягин, В.И. Кучипский, и др. // Письма в ЖТФ.1998.-Том. 24.-С. 58-62.

152. GalnAsSb metastable alloys grown by organometallic vapor phase epitaxy. / M.J. Cherng, G.B. Stringfellow, D.W. Kisker, et al.//Appl. Phys. Lett.-1986.-Vol. 48.-P. 419-421.

153. Room-temperature 2.63 цт GalnAsSb/GaSb strained quantum-well laser diodes. / Y. Cuminal, A.N. Baranov, D. Bee, et al. // Semicond. Sci. Technol. 1999. -Vol. 14.-P. 283-288.

154. Ipatova I.P. Compositional elastic domains in epitaxial layers of phase-separating semiconductor alloys. / I.P. Ipatova, V.G. Malyshkin, V.A. Shchukin. // Phil. Mag. B.1994.-Vol. 70.-P. 557-566.

155. Ipatova I.P. On spinodal decomposition in elastically anisotropic epitaxial films of III-V semiconductor alloys. / I.P. Ipatova, V.G. Malyshkin, V.A. Shchukin. // Appl. Phys. Lett. 1993. - Vol. 74. P. 7198-7210.

156. LPE growth of GalnAsSb/GaSb system: The importance of the sign of the lattice mismatch. / A. Joullie, F. Jia Hua, F. Karouta, H. Mani. //J. of Crystal Growth. 1986. -Vol. 75.-P. 309-318.

157. Low-temperature phase diagram of the Ga-As-Sb system and liquid-phase-epitaxial growth of lattice-matched GaAsSb on (100) InAs substrates / H. Mani, A. Joullie, F. Karouta, C. Schiller. // Appl. Phys. 1986. - Vol. 59. - P. 2728-2734.

158. Growth of GaAs,.xSbx crystals by steady-state liquid phase epitaxy. /N. Takenada, M. Inoue, J. Shirafuji, J. Inuishi. // J. Phys. D. 1978. - Vol. 11. - P. L91-95.

159. Stringfellow G.B. Immiscibility and spinodal decomposition in III/V alloys. / G.B. Stringfellow. // J. of Crystal Growth. 1983. - Vol 65. - P. 454-462.

160. Stringfellow G.B. Spinodal decomposition and clustering in III/V alloys. / G.B. Stringfellow. // J. of Electronic Materials. -1982. Vol. 11. - P. 903-918.

161. Stringfellow G.B. Miscibility gaps in quaternary III/V alloys. / G.B. Stringfellow. // J. of Crystal Growth. 1982. - Vol. 58. - P. 194-202.

162. Takashi Matsuoka. Unstable mixing region in wurtzite In^.yGaxAlyN. / Takashi Matsuoka.//J. of Crystal Growth. 1998.-V. 189-190.-P. 19-23.

163. Сорокин B.C. Эффект стабилизации периода решетки в четырехкомпонентных твердых растворах. / B.C. Сорокин. // Кристаллография. 1986. - Том. 31. - С. 844850.

164. The liquid phase epitaxy of AlyGai.yAsi.xSbx and the importance of strain effects near the miscibility gap. / R.E. Nahory, E.D. Pollack, E.D. Bcebe, et al. // J. of the Electr. Soc.- 1978.-Vol. 125.-P. 1053-1058.

165. Neave J.N. A correlation between electron traps and growth process in n-GaAs prepared by molecular beam epitaxy. / J.N. Neave, P. Blood, B.A. Joyce. // Appl. Phys. Lett. 1980. - Vol. 36. - P. 311-312.

166. Майссел JI. Технология тонких пленок. / Л. Майссел, Р. Глэнг, — М.: Сов. радио, 1977.

167. Electrical and optical properties of undoped GaSb grown by molecular beam epitaxy using cracked Sbt and Sb2 /Xie Qianghua, J.E. Van Nostrand R. L. Jones, et al. // J. of Crystal Growth. 1999. - Vol. 207. - P. 255-265.

168. Experimental determination of the incorporation factor of As4 during molecular beam epitaxy of GaAs. / V.V. Preobrazhenskii, M.A. Putyato, O.P. Pchelyakov, B.R. Semyagin.// J. of Crystal Growth. 1999 - Vol. 201/202.-P. 170-173.

169. Nikolai Georgiev. Photoluminescence study of InGaAs/AlAsSb heterostructure. / Nikolai Georgiev, Teruo Mozume.//Appl. Phys.-2001-Vol. 89,№2,-P. 1064-1069.

170. Study of molecular-beam epitaxy GaAsixSbx (x < 0.76) grown on GaAs(100)./H.Zhao, A.Z.Li, J. Jeong, et al.//J. Vac. Sci. Technol. В.- 1988.-Vol. 6, №2.-P. 627-630.

171. Epitaxial and interface properties of InAs/InGaSb multilayered structures. / J.T. Zborowski, W.G. Fan, T.D. Golding, et al. //Appl. Phys.- 1992.-Vol. 71,№12.-P. 5908-5912.

172. Investigation of molecular-beam epitaxially grown InAs/(In,Ga)Sb strained-layer superlattice. / T.D. Golding, H.D. Shih, J.T. Zborowski, et al. // J. Vac. Sci. Technol. B.1992. Vol. 10, № 2. - P. 880-884.

173. MBE growth of InAs/InAsSb/InAlAsSb "W" quantum well laser diodes emitting near 3 |im. / A. Wilk, B. Fraisse, P. Christol, et al.//J. of Cryst. Growth. 2001.-Vol. 227-228. - P. 586-590.

174. MBE growth of high-power InAsSb/InAlAsSb quantum-well diode lasers emitting at 3.5 цт. / G.W. Turner, M.J. Manfra, H.K. Choi, M.K. Connors. // J. of Cryst. Growth.1997. Vol. 175/176. - P.825-832.

175. Оптические и структурные свойства твердых растворов InGaAsP, полученных методом МОС-гидридной эпитаксии на подложках GaAs(100) в области несмешиваемости. / J1.C. Вавилова, Д.А. Винокуров, В.А. Капитонов, и др. // ФТП. 2003. - Том. 37. - С. 1104-1108.

176. Makoto Kudo. MBE growth of Si-doped InAlAsSb layers lattice-matched with InAs./Makoto Kudo, Tomoyoshi Mishima.//J. of Cryst. Growth. 1997.-Vol. 175/176.-P. 844-848.

177. AljxInxAsi ySby/GaSb effective-mass superlattices grown by molecular beam epitaxy. / D. Washington-Stokes, T.P. Hogan, P.C. Chow, et al. // J. of Cryst. Growth. -1999. Vol. 201/202. - P. 854-857.

178. AlixInxAsi ySby/GaSb heterojunctions and multilayers grown by molecular beam epitaxy for effective-mass superlattices. / D. Washington, T. Hogan, P. Chow, et al. // J. Vac. Sci. Technol. B. 1998. - V. 16. - P. 1385-1392.

179. Carrier thermal escape and retrapping in self-assembled quantum dots. / S. Sanguinetti, M. Henini, M. G. Alessi, et al. // Phys. Rev. B. 1999 - Vol. 60. -P. 008276-008283.

180. CdTe/ZnixMgxTe self-assembled quantum dots: Towards room temperature emission./F. Tinjod, S. Moehl, K. Kheng, et al. // Appl. Phys. 2004. - Vol. 95. -P. 102-108.

181. Asymmetric AlAsSb/InAs/CdMgSe quantum wells grown by molecular-beam epitaxy./ S.V. Ivanov, O.G. Lyublinskaya, Yu.B. Vasilyev, et al. // Appl. Phys. Lett. -2004. Vol. 84, № 23. - P. 4777-4779.

182. ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ВКЛЮЧЕННЫЕ В ДИССЕРТАЦИЮ:

183. V.S. Sorokin, S.V. Sorokin, A.N. Semenov, B.Ya. Meltser, S.V. Ivanov. Novel approach to the calculation of instability regions in GalnAsSb alloys. // Journal of Crystal Growth, 2000, v. 216, p. 97-103.

184. A.H. Семенов. Молекулярно-пучковая эпитаксия гетероструктур на основе антимонидов А3В5. // Вестник молодых ученых. Серия: Неорганическая химия и материалы, 2002, с. 45-52.

185. А.Н. Семенов. Оптимизация режимов работы крекингового источника сурьмы при молекулярно-пучковой эпитаксии антимонидов III группы. // Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2002, Вып. 2. Серия "Физика твердого тела и электроника", с. 5-9.

186. А.Н. Семенов, В.А. Соловьев, Б.Я. Мельцер, B.C. Сорокин С.В. Иванов. Особенности встраивания молекул Sb2 и Sb4 при молекулярно-пучковой эпитаксии твердых растворов AlGaAsSb. // ФТП, 2004, т 38, с. 278-284

187. Optoelectronics Materials and Devices VI (MIOMD), Saint-Petersburg, Russia, 2004, p. 147-148.

188. C.В. Сорокин, Я.В. Терентьев, С.В. Иванов. Инжекционный ИК лазер на основе гибридной III-V/II-VI гетероструктуры с InSb субмонослойными вставками. // Письма в ЖТФ, 2005, т. 31, с. 37-42.

189. V. A. Solov'ev, О. G. Lyublinskaya, В. Ya. Meltser, А. N. Semenov,

190. D. D. Solnyshkov, A. A. Toropov, S.V. Ivanov and P. S. Kop'ev 3.4-3.9 цт photoluminescence from InSb/InAs type II nanostructures grown by molecular beam epitaxy. // Appl. Phys. Lett., 2005, v 86, p. 011109.

191. A.N. Semenov, V.A. Solov'ev, B.Ya. Meltser, O.G. Lyublinskaya, L.A. Prokopova, and S.V. Ivanov. Molecular beam epitaxy of AlInAsSb alloys near miscibility gap boundary. // Journal of Crystal Growth, 2005, v. 278, p. 203-208.

192. А. N. Semenov, V. A. Solov'ev, В. Ya. Meltser, О. G. Lyublinskaya, Ya. V. Terent'ev, A. A. Sitnikova, and S. V. Ivanov, InSb quantum dots in an InAsSb matrix grown by molecular beam epitaxy.// Acta Physica Polonica A. Vol. 108 (2005), pp. 859-865.

193. Бориса Мельцера, Виктора Соловьева — МПЭ А3В5;

194. Сергея Сорокина, Ирину Седову — МПЭ А2В6;

195. Ольгу Люблинскую, Якова Терентьева, Алексея Торопова, Антона Лебедева — ИК спектроскопия;

196. Алевтину Копьеву — подготовка подложек;

197. Дмитрия Солнышкова, Марину Байдакову — РД измерения;1. Бориса Бера — ВИМС;

198. Сергея Трошкова, Валерия Бусова — РЭМ;1. Аллу Ситникову — ПЭМ;

199. Анну Усиковау, Наталью Ильинскую — фотолитография; и других сотрудников лабораторий института.

200. Отдельные слова благодарности заведующему нашей лабораторией Копьеву Петру Сергеевичу за постоянное внимание к работе и поддержку.