Новые полупроводниковые материалы на основе соединений A3B5 для оптоэлектронных устройств на длины волн 3 - 5 мкм тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

на правах рукописи

ГАГИС Галина Сергеевна

Новые полупроводниковые материалы на основе соединений ЛЗВ5 для оптоэлектронных устройств на длины волн 3-5 мкм

Специальность 01.04.10 - физика полупроводников

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург 2011

9 ИЮН 2(Ш

4849034

Работа выполнена в Учреждении Российской Академии Наук Физико-техническом институте им. А.Ф.Иоффе РАН

Научный руководитель:

Доктор физико-математических наук (ФТИ им. А. Ф. Иоффе)

Официальные оппоненты:

Доктор физико-математических наук (ФТИ им. А. Ф. Иоффе)

Кандидат физико-математических наук (СПбГТИ)

Кучинский Владимир Ильич

Мынбаев Карим Джафарович

Данильченко Валерий Григорьевич

Ведущая организация - Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» (СПбГПУ)

Защита состоится a-jé » CiWMt9¡ ZOjir в j О часов на заседании диссертационного совета Д 002.205.02 при Учреждении Российской академии наук Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе РАН по адресу: 194021, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии наук Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН.

Отзывы об автореферате в двух экземплярах, заверенные печатью, просим высылать по указанному адресу ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан « 4f> » /И OI Si ЮН Г.

Ученый секретарь / I

диссертационного совета, (

доктор физико-математических наук

,vV-----

Л. М. Сорокин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы:

Оптоэлектронные устройства для диапазона длин воли 1.6-5 мкм необходимы в таких областях науки и техники, как коммуникации и газовый анализ. В этот диапазон попадают линии поглощения многих токсичных и промышленных газов, окна прозрачности атмосферы и оптических волокон нового поколения на основе флюоридных стёкол. Перспективными материалами для изготовления таких устройств видятся полупроводниковые твёрдые растворы (ТР) А3В5, содержащие сурьму и изопериодичные с подложками СаБЬ и ЫАв. В настоящее время достаточно успешно изготавливаются оптоэлектронные приборы для спектрального диапазона 1.7 -3.2 мкм. Диапазон 3.2 - 5 мкм остаётся проблемным. Это связано с физическими свойствами узкозонных материалов, в которых, во-первых, существенно возрастает роль безызлучательных процессов, во-вторых, к ним труднее подбирать барьерные слои, создающие достаточное ограничение для носителей заряда.

В настоящее время в качестве узкозонных активных областей устройств спектрального диапазона 3-5 мкм используются квантовые ямы Са1пА55Ь, изопериодичные с СаЗЬ; сверхрешётки чередующихся тонких напряжённых слоёв бинарных соединений А18Ь, ЫАв и тройных твёрдых растворов 1пОа8Ь, ¡пАйЭЬ; бинарное соединение ЫАэ; и ЫАзБЬ. Использование в качестве активных областей других типов материалов, таких как Оа1пАзР8Ь, в настоящее время не рассматривалось.

Основная цель диссертационной работы заключалась в поиске, получении и исследовании новых типов материалов А3В5 на основе пятерных твёрдых растворов СаШАвРБЬ, подходящих для изготовления оптоэлектронных устройств спектрального диапазона 3-5 мкм.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

• Расчёт зависимостей состав-свойство для пятерных твёрдых растворов (ПТР) Оа^АвРБЬ и АЮа1пАз8Ь;

• Получение и исследование ПТР Са1пА$Р5Ь, изопериодичных с подложками ¡пАв и ваБЬ;

• Исследование условий получения методом газофазной эпитаксии из металлорганических соединений (ГФЭМОС) ТР для активных областей и ТР АПпАвБЬ для ограничивающих слоёв источников излучения спектрального диапазона 3-5 мкм;

• Сравнение люминесцентных характеристик узкозонных материалов ¡пАэБЬ, ОаЫАзБЬ и ОаЫАзРБЬ, полученных на подложках ваБЬ и 1пАз;

• Изготовление светоизлучающих структур на основе материалов Са1пАзР8Ь, сравнение их излучательных характеристик с таковыми у структур на основе ¡пАбБЬ.

Научная новизна полученных в работе результатов состоит в следующем:

• При температурах от 4 до 300 К экспериментально исследованы люминесцентные характеристики материалов СаШАзРБЬ, изопериодичных с подложками 1пАб и СаЗЬ и излучающих в спектральном диапазоне длин волн 3 - 4.3 мкм;

• Исследованы условия получения методом ГФЭМОС изопериодичных с ШАб ТР 1пАз8Ь и ОаЫАвБЬ, обладающих высокими излучательными характеристиками и подходящих для изготовления активных областей оптоэлектронных устройств для спектрального диапазона 3-4 мкм;

• Исследована электролюминесценция (ЭЛ) изопериодичных с ОаБЬ твёрдых растворов ОаЫАзРБЬ, излучающих при комнатной температуре на длине волны 4.3 мкм, проведено сравнение с ЭЛ 1пАз8Ь.

• У твёрдых растворов ^Ав^Ь).,,, Оа|.х1пхА5у8Ь1_у и Gai.xInxAsyPzSbi.y_z, изопериодичные с 1пАб и имеющих составы 0.95 < х < 1; 0.77 < у < 0.97; 0 < г < 0.11 в диапазоне длин волн 3.4 - 4.3 мкм наблюдалась интенсивная фотолюминесценция (ФЛ) при комнатной температуре.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. При жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ) пятерных твёрдых растворов вакАвРЗЬ из растворов-расплавов на основе сурьмы на образцах с малыми величинами несоответствия параметра решётки (НПР) |/1| < 10" в некоторых случаях наблюдались массивы упорядоченных прямоугольных образований (микрокристаллитов) размерами от 1 мкм х 2 мкм до 4 мкм х 8 мкм, микрокристаллиты являлись твёрдыми растворами, состав которых существенно отличался от состава основной матрицы;

2. Твёрдые растворы Gai.xInxAsyPzSbi.y_z изопериодичные с ваБЬ, демонстрируют при 300 К интенсивную ФЛ на длинах волн 3 - 4.3 мкм, дифференциальная эффективность ЭЛ материалов Gao.03Ino.97A.So.8iPo.05Sbo.14, изопериодичных с йаЗЬ и излучающих на длине волны 4.3 мкм в 3 раза превосходит таковую у 1пАз8Ь, изопериодичных с СаБЬ и излучающих на той же длине волны;

3. Экспериментально показано, что величина спин-орбитального отщепления Gaoo4Ino.96Aso.s2Po.03Sbo.15 при 15 К составляет 0.46 эВ и превышает величину его прямого энергетического зазора (0.34 эВ), что обеспечивает высокие излучательные характеристики данного твёрдого раствора;

4. При ГФЭМОС твёрдых растворов InAsPSb на подложках InAs (давление в реакторе 0.1 атм, температура 600 "С) зависимость содержания фосфора в твёрдой фазе от парциального давления фосфина в реакторе при фиксированных парциальных давлениях других веществ асимптотически приближается к горизонтальной прямой.

Практическая ценность результатов работы состоит в том, что, в результате исследований:

• Рассчитаны зависимости состав-свойство для твёрдых растворов AlGalnAsSb, GalnAsPSb, предложены возможные варианты гетероструктур для изготовления светоизлучающих устройств спектрального диапазона 3 4.5 мкм;

• Впервые получены методом ЖФЭ из растворов-расплавов на основе сурьмы твёрдые растворы GalnAsPSb, изопериодичные с GaSb и InAs, излучающие при 300 К на длинах волн 3 - 4.3 мкм;

• Проанализирована температурная зависимость спектров ФЛ TP GalnAsPSb, GalnAsSb, InAsSb излучающих на длинах волн 3 - 4.3 мкм и показано, что при близких длинах волн излучения лучшими люминесцентными характеристиками обладают материалы, полученные на подложках InAs;

• Впервые на основе твёрдых растворов GalnAsPSb изготовлен p-i-n светодиод, излучающий на длине волны 4.3 мкм при комнатной температуре в квазинепрерывном режиме (1 кГц, коэффициент заполнения 50%, рабочий ток 300 мА), мощность излучения составляет 5 мВт, что превосходит типичные аналоги, излучающие на длине волны 4.25 мкм (менее 1 мВт в импульсном режиме).

• Определены особенности вхождения As в тройные твёрдые растворы InAsSb при использовании метода ГФЭМОС при соотношении потоков V/III 2.2 3.6 и 22; на основе этих данных исследованы условия получения на подложках InAs качественных эпитаксиальных слоёв GalnAsSb, излучающих на длинах волн 3.6 - 3.8 мкм при 300 К и AluIn)4IASj,Sbi_y, имеющих составы 0.08 < и < 0.11, 0.88 < у < 0.92;

Апробация результатов работы. Материалы диссертации представлялись для обсуждения Российскому и международному научным сообществам на следующих конференциях, симпозиумах и семинарах:

• Второй всероссийской молодёжной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, Россия, 4-8 декабря, 2000 г);

• 4-th Int. Conf. on Mid-infrared Optoelectronics. Materials&Devices (Montpellier, France, 1-4 April, 2001);

• International Conference on Physics of Condensed Systems (Dushanbe, Tajikistan, 11-12 October, 2001);

• 11-th Int. Conf. on Solid Films and Surfaces (Marseille, France, 8-12 July 2002);

• 1-ой Украинской Научной Конференции по Физике Полупроводников (Одесса, Украина, 10-14 сентября 2002);

• Пятой всероссийской молодёжной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, Россия, 1

- 5 декабря 2003 г);

• Шестой всероссийской молодёжной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, Россия, 6-10 декабря 2004 г);

• Seventh International Conference Mid-infrared Optoelectronic Materials and Devices (Lancaster, UK, 12-14 Sep. 2005);

• 8th International Workshop on Expert Evaluation & Control of Compound Semiconductor Materials & Technologies - EXMATEC'06 (Cadiz, Spain, 14-17 May 2006);

• 33rd International Symposium on Compound Semiconductors.(Vancouver, Canada, 13-17 Aug. 2006);

• 15th International Workshop on Heterostructure Technology (Manchester, UK, 24 October 2006);

• Optoelectronics 2007: Quantum Sensing and Nanophotonic Devices IV, conference 6479. (22-25 January 2007);

• SIOE 2007 conference (Cardiff, Wales, 2 - 4 April 2007);

• 8-th International Conference Mid-infrared Optoelectronics: Materials and Devices (Bad Ischl, Austria, 14-16 May 2007);

• 13-th International Conference on Narrow Gap Semiconductors. (Univ. of Surrey, UK, 8-12 July 2007);

• Итоговом Семинаре по Физике и Астрономии по результатам конкурса грантов 2007 года для молодых учёных Санкт-Петербурга. (Санкт-Петербург, Россия, 29 ноября 2007);

• Девятой всероссийской молодёжной конференции по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, Россия, 3-7 декабря 2007);

• Международном семинаре по опто- и наноэлектронике (ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия, 27 октября 2008);

• Симпозиуме "Полупроводниковые лазеры: физика и технология" (Санкт-Петербург, Россия, 5-7 ноября 2008);

• Десятой всероссийской молодёжной конференции по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, Россия, 1 - 5 декабря 2008);

• International Conference on "PHYSICS-2010" (ICP 2010) (Institute of Physics, Baku, Azerbaijan, 30 June - 2 Jule, 2010);

• 17th International Conference on Ternary and Multinary Compounds (Institute of Physics, Azerbaijan National Academy of Sciences, Baku, Azerbaijan. 27-30 Sep. 2010).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 работах, библиографический список публикаций приведён в конце диссертации в заключении.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, содержащего основные результаты, списка основных работ автора по теме диссертации, списка цитируемой литературы. Общий объём диссертации - 156 страниц, включая 66 рисунков и 20 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 132 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определена цель работы, показаны ее научная новизна и практическая ценность, приведены выносимые на защиту научные положения и кратко изложено содержание диссертации.

Первая глава носит обзорный характер и посвящена описанию современных технологий оптоэлектронных устройств спектрального диапазона 1.7-5 мкм на основе материалов А3В5.

В § 1.1 даётся обзор основных направлений применения оптоэлектронных устройств диапазона длин волн 1.7-5 мкм: это коммуникации через атмосферу и линии волоконно-оптической связи нового поколения на основе флюоридных стёкол, газовый анализ, термо-фотоэлектрическое преобразование энергии.

В § 1.2 рассматриваются материалы А3В5 для приборных гетероструктур диапазона 2-5 мкм. Это твёрдые растворы (TP), содержащие сурьму и изопериодичные с подложками InAs и GaSb. Комплексный обзор физических параметров материалов А3В5 представлен в [1]. Во многих материалах, соответствующих спектральному диапазону длин волн 3-5 мкм преобладают безызлучательные Оже-процессы с переходом тяжёлой дырки в спин-орбитально отщеплённую зону. Роль этих процессов возрастает при температурах, близких к комнатной и выше. Разрывы зон на гетеропереходе могут быть рассчитаны на основе методики, изложенной в [2]. Модель расчёта показателя преломления может быть найдена в работе Sadao Adachi [3].

В § 1.3 рассматриваются современные способы получения полупроводниковых TP А3В5: метод молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ), метод ЖФЭ, метод ГФЭ МОС.

В § 1.4 даётся обзор полупроводниковых гетероструктур для спектрального диапазона 2 - 4.5 мкм. Источники излучения спектрального диапазона 2 - 3.3 мкм изготавливают на подложках GaSb, с ограничивающими слоями AlGaAsSb, квантовыми ямами GalnAsSb и барьерами в активной области. Для структуры, излучающей на длине волны 2.05 мкм удалось достичь низкого порогового тока и мощности 1 мВт в непрерывном режиме при 300 К [4]. Рекордные характеристики достигнуты для структуры 3 мкм: мощность 300 мВт в непрерывном режиме при 300 К, пороговый ток 100 А/см2 на квантовую яму [5]. Структура на длину волны 4.5 мкм работала в импульсном режиме при температурах до 85 К, пороговый ток составлял 350 А/см [6].

Для подавления безызлучательных процессов используются структуры с тонкими квантовыми ямами, w-образного профиля и квантово-каскадные лазеры. Подобные структуры работают в импульсном режиме. Лазер на 3.2 мкм работал при температурах до 350 К, мощность при 300 К составляла 270 мВт [7]. На длине волны 3.9 мкм была достигнута мощность до 500 мВт на фасет при 80 К, рабочая температура достигала 170 К [8].

Мощные (порядка 1 Вт в импульсном режиме) низкотемпературные (до 80 К) лазеры спектрального диапазона 3.5-4 мкм получают на подложках InAs с активными областями InAs, InAsSb, сверхрешётки чередующихся InAsSb и InAsP и ограничивающими слоями InAsPSb, AlAsSb [9]. За счёт создания резонаторов галереи шепчущих мод (whispering mode gallery - WGM) удалось получить подобные лазеры, дающие в непрерывном режиме мощность 10 мВт [10].

Инфракрасные светодиоды работают при комнатной температуре, но имеют очень малые мощности. На длинах волн 1.7-2 мкм удаётся достичь мощности до 4.6 мВт в непрерывном режиме и 190 мВт в импульсном. В диапазоне длин волн 3-5 мкм светодиоды работают в импульсном режиме, и их выходная мощность ниже: 1.33 мВт (3.3 мкм) [11], 1.2 мВт (3.45 мкм) при токе 1.3 А, 0.3 мВт (4.25 мкм), 0.1 мВт (4.5 мкм) [12]. За счёт оптимизации конструкции, мощность светодиодов на длину волны 3.3 мкм (с активной областью 1пАз) была повышена до значения 0.14 мВт в непрерывном и 5.5 мВт в импульсном режиме [13].

Фотоприёмники спектрального диапазона 1.5 - 5 мкм успешно изготавливаются на основе материалов 11еСсП е, но такие устройства требуют охлаждения до температуры около 200 К. Изготовлены неохлаждаемые фотодиода на диапазон длин волн 1 - 4.8 на основе материалов А3В5 [14, 15]. Термофотоэлектрические (ТФЭ) преобразователи для излучения нагретых до 1500 - 2000 °С тел предложены на основе твёрдых растворов ЫАбРБЬ, изопериодичных с 1пАз [16].

Вторая глава посвящена моделям расчёта зависимости свойств твёрдых растворов от их состава.

В § 2.1 рассматриваются формулы и модели для описания свойств бинарных соединений с помощью выражений и параметров, предложенных в работе [1], приводятся все необходимые выражения и параметры модели 8ас1ао А<1асЫ [3] для расчёта дисперсии показателя преломления, даются выражения и параметры модели [4] для расчёта положений потолка валентной зоны и дна зоны проводимости.

§ 2.2 посвящен интерполяции свойств твёрдых растворов с использованием параметров

бинарных соединений. Для изготовления активных областей подходят ТР Са1пА85Ь, изопериодичные с 1пАз и ОаЯЬ, однако, недостаток этих материалов - то, что у ШАб и ваБЬ величины прямого энергетического зазора Г и спин-орбитального отщепления А близки, при том Г > А, что неблагоприятно с точки

СаАх'

1пБЬ

Оа8Ь

Рис. 1. Изопериодическая и изоэнегетическая поверхности в концентрационной призме пятерных твёрдых растворов Оаи^Аз^Р.ЗЬ!-^ [А1].

зрения излучательных характеристик. Вдоль линий изопериодических составов тенденция Г > А сохраняется. Поэтому интересны пятерные твёрдые растворы Оа|Аб^Р^Ь 1 поскольку они имеют три степени свободы и позволяют варьировать величину А при неизменной величине Г, а так же они доступнее для синтеза методом ЖФЭ [17]. Составам, на которых свойства остаются постоянными, соответствуют поверхности в концентрационной призме (рис. 1). Удобно строить проекции на какой-либо из концентрационных квадратов линий пересечения изопериодической поверхности с поверхностями, на которых интересующие нас свойства остаются постоянными (рис. 2).

Рис. 2. Изоэнергетические линии для твёрдых растворов Оа | _л1плА%Р, ЭЬ1 .у.г, изопериодических с подложками ваБЬ (а) и ШАв (б). Светло-серым показаны области составов, изопериодических с подложками, тёмно-серым - область спинодального распада, белыми кругами - экспериментальные точки.

В § 2.3 Рассматриваются свойства материалов Ста1пАйР8Ь и АЮа1пА58Ь. которые могут быть получены на подложках ваБЬ и 1пАя. Обосновывается выбор слоев для лазерной гетероструктуры. Согласно расчётам, для активных областей подходят материалы Оа^ЫхАЗуР^Ь).^ в диапазоне составов 0.45<х<1, 0.5<у<1, 0<г<0.3. В качестве барьерных слоёв к таким активным областям подходят материалы А11пАз8Ь, дающие с ними гетеропереход 1-го типа.

Сравнение показателей преломления узкозонных материалов для активных областей и материалов для ограничивающих слоёв указывает на перспективность создания эффективного волноводного ограничения в светоизлучающих структурах.

В третьей главе рассматривается методика эксперимента и приводятся параметры полученных слоев.

В § 3.1 описываются методики исследования полученных эпитаксиальных слоев: измерение несоответствия параметра решётки (НПР) методом рентгеновской дифракции и выражения, необходимые для интерпретации результатов измерения; описываются методы измерения состава; установка для измерения фотолюминесценции (ФЛ).

В § 3.2 описываются твёрдые растворы Оа|.^п, Лв^БЬ|.>,_-, полученные методом ЖФЭ в диапазоне составов 0.9 <х< 1, 0.74<у< 0.85, 0<г<0.1 на подложках ваБЬ и ЫАв из растворов-расплавов на основе 5Ь [18,19] (рис. 2).

Для лучших образцов полуширина пиков на кривых рентгеновского дифракционного отражения (КДО) составляла 20-40" [А2, А5].

У некоторых образцов с небольшими величинами НПР (1/Ц < 10"3) на поверхности наблюдались массивы прямоугольных упорядоченных образований (микрокристаллиты), размерами 1-2 мкм х 2 - 4 мкм [20, А6] (рис. 3), а иногда размеры достигали 4 мкм х 8 мкм [А7].

Измерения методом рентгеновского микроанализа показали, что состав микрокристаллитов существенно отличается от состава основной матрицы. Так, для твёрдого раствора Gao.o3lno.97Aso.78Po.o8Sbo.i4 он варьировался в пределах: 0.43 < х < 0.99; 0.20 <у< 0.42; 0.02 < г < 0.04. Такое существенное различие в составе может быть связано с явлением бинодального распада. Поскольку ТР осаждается на подложке, она оказывает влияние на процессы распада, в том числе на состав основной матрицы, на форму микрокристаллитов и на стабильность образовавшихся фаз.

У лучших образцов наблюдалась фотолюминесценция (ФЛ) при комнатной температуре. Интенсивность зависела как от состава твёрдых растворов, так и от величины НПР, у более согласованных образцов она была выше. У Са1пАзР5Ь ФЛ при 300 К наблюдалась в широком диапазоне НПР (до 4-10"3). Полуширины пиков КДО полученных слоев так же во многом зависели от рассогласования, и при величинах НПР порядка 1-Ю"3 составляли 15-20", а при НПР = 4-10"3 -достигали 60- 100".

В § 3.3 описывается методика ГФЭМОС на эпитаксиальной установке А1Х200. В ходе эпитаксиальных процессов выращивались твёрдые растворы 1пА$8Ь, Са1пАз5Ь, ¡пАбРЗЬ, АПпАбЗЬ. Все эпитаксиальные процессы проводилась при температуре 600 °С и давлении 0.1 атмосферы. Суммарный поток газа через реактор составлял 5.5 л/мин. Для эпитаксии использовались следующие вещества: триметилалюминий (ТМА1), триэтилгаллий (ТЕва),

триметилиндий (TMIn), разбавленный до 10% арсин (AsH3), фосфин (РНЗ), триметнлсурьма (TMSb). Скорости осаждения эпитаксиальных слоев составляли 2-4 мкм/час.

основная

GaSb(100)

-500 -400 -300 -200 -100 0 100 Брегговский угол, угловые секунды

(в)

Рис. 3. Фотографии поверхности эпитаксиального слоя с микрокристаллитами, полученные на электронном микроскопе (а, б) и его КДО (в).

Твёрдые растворы InAsvSbi_v на подложках GaSb и InAs были получены в широком диапазоне составов (0.56 < у < 1). При больших соотношениях количества вещества пятой группы к количеству вещества третьей группы в газовой фазе V/111 = 22 содержание мышьяка в твёрдой фазе у составляло 0.98 -0.99, а меньшего содержания мышьяка в твёрдой фазе (0.56 < у) удалось достичь при 2.3 < V/III < 3.6.

Слои Gai^InjAsySbi-y были получены при 3.6 < V/III < 4 на подложках InAs в области составов (0.86 < х < 0.93, у = 0.9), величина НПР лежала в пределах -1.55-103 </± < 3.78-10"3, при комнатной температуре наблюдалась интенсивная ФЛ на длинах волн 3.6 - 3.8 мкм.

Твёрдые растворы Al„Ini_l(As,,Sb|_,, получены в диапазоне составов 0.08 < и < 0.11, 0.88 < у <0.92 при 4.6 < V/1II < 6 и Al0.11In0.89As0.98Sb0.02 при V/I1I = 22 на подложках InAs.

Образцы lnAsvP-Sb|.v.z получены на подложках InAs в диапазоне составов 0.61 < у < 0.68, 0.17 < z < 0.26 при 5.3 < V/111 < 21.2, НПР лежало в пределах 2.3-10"4 < f± < 6.36-10~3, полуширины пиков слоёв на КДО составляли от 59'" до 13", уменьшаясь с уменьшением НПР. Зависимость содержания фосфора z в твёрдой фазе InAsvPzSb|_j,_z от парциального давления фосфина .Ррнз при фиксированных парциальных давлениях других веществ асимптотически приближалась к горизонтальной прямой: при достижении некоторой критической величины парциального давления фосфина, прирост содержания фосфора в твёрдом растворе с дальнейшим увеличением парциального давления фосфина, практически прекращался (рис. 4).

В § 3.4 изложены данные по влиянию качества подложек и способа их приготовления на свойства полученных эпитаксиальных слоёв.

В главе 4 более подробно рассматриваются люминесцентные характеристики полученных образцов.

§ 4.1 посвящен твёрдым растворам GalnAsPSb, полученным на GaSb. В таких системах могут быть получены узкозонные материалы, излучающие на длинах волн до 4.5 мкм. Измерение величины спин-орбитального отщепления методом фотоотражений показало, что у твёрдых растворов Gao.04Ino.96Aso.82Po.03Sbo.15/GaSb величина спин-орбитального отщепления А при 15 К составляет 0.46 эВ и превышает величину прямого энергетического зазора Г на 0.12 эВ (рис. 5), что должно способствовать подавлению безызлучательного канала CHHS, в то время как в InAs величины Г[пЛ;, = 0.42 и А inAs = 0.39 при тех же температурах достаточно близки. Проведено сравнение электролюминесцентных (ЭЛ) характеристик для гомо-светодиодов InAsSb и

Рис. 4. Зависимость содержания фосфора г в твёрдом растворе ¡пАз^РгЗЬ^-г от парциального давления фосфина Ррнз при ГФЭМОС.

Оа1пАзР8Ь на длину волны около 4.3 мкм [А4, 18] (рис. 6). Мощность светодиода на основе Оа1пАяР8Ь в квазинепрерывном (1 кГц, коэффициент заполнения 50%) режиме составила 5 мВт при комнатной температуре, что сравнимо с лучшими результатами для оптимизированных светодиодов излучающих на длине волны 3.3 мкм, (5.5 мВт в импульсном режиме при комнатной температуре и 0.14 мВт в квазинепрерывном режиме [13]) и превосходит типичные аналоги на 4.25 мкм (менее 1 мВт в импульсном режиме). Лазерная генерация наблюдалась в р-ьп полосковом лазере без волновода (100 мкм х 5мм, плотность порогового тока 2.2 кА/см2) на длинах волн 3.77 - 3.8 мкм при температурах до 40 К [21].

Д = 0.8 эВ - 0.34 эВ = 0.46 эВ > Г

В § 4.2. приводятся результаты исследования температурной зависимости ФЛ полученных образцов. С повышением температуры в интервале от 4 до 300 К у образцов СаЫЛяВЬ, полученных на ЫАб относительная интегральная интенсивность ФЛ снижалась на один порядок, а у образца, полученного на ОаБЬ - на 2 порядка. У твёрдых растворов Ста1пЛ58Ь, полученных на

1пАв при комнатной температуре наблюдалась интенсивная ФЛ в диапазоне длин волн 3.6 - 3.8 мкм. Для некоторых твёрдых растворов Оа1пЛ58Ь, Оа1пА8Р8Ь при низких температурах (4 - 100 К) наблюдалось аномальный сдвиг максимума интенсивности излучения в область более низких энергий и отклонение от выражения УагазИш, описывающего температурную зависимости ширины запрещённой зоны (рис. 7) [АЗ].

Отклонение от схемы УагавИт может быть объяснено образованием «хвостов» плотности состояний, связанного с флуктуацией состава в многокомпонентных твёрдых растворах. В «хвостах» плотности состояний локализованы носители при низких температурах. С повышением температуры такие носители термализуются, вследствие чего рекомбинация между хвостами

плотности состояний становится невозможной и аномальный сдвиг пиков ФЛ в область низких энергий исчезает. Подобное поведение температурной зависимости величины ширины запрещённой зоны наблюдалось в материалах Оа1пР [22].

ба^АэРБЬ

пАэЗЬ

0,35

100 150 200

Ток, мА

300

ш

со

к

о. X

О

0,34 ■

0,33

ч

Ч

0,32

Эксперимент - Интерполяция по УагавЬ™

Рис. 6. Сравнение мощностей р-ьп гомо-светодиодов на длины волн около 4.3 мкм, с активными областями на основе ¡пАзЭЬ и Ga0.03In0.97Аво.а | Рц.о5§Ь0.14 [А5].

50 100 150 200 250 300

Температура, К

Рис. 7. Температурная зависимость ширины запрещённой зоны твёрдого раствора Gao.03Ino.97Aso.8iPo.05Sbo.14 полученного на подложке ОаБЬ.

В заключении изложены основные результаты работы, которые сводятся к следующему:

1. Проведено теоретическое исследование зависимостей состав-свойство для многокомпонентных твёрдых растворов (ЫпАвРБЬ и АЮа1пА88Ь, изопериодичных с подложками ЫАб, ваБЬ. Выбраны материалы для активных областей и ограничивающих слоёв;

2. Исследованы условия получения методом ГФЭ МОС твёрдых растворов Сга1пА88Ь, излучающих в спектральном диапазоне 3 — 5 мкм;

3. Методами ЖФЭ и ГФЭ МОС получены материалы ва^АвРБЬ и ваШАвБЬ, демонстрирующие интенсивную ФЛ при комнатной температуре на длинах волн 3.2-3.8 мкм. Исследованы люминесцентные и структурные характеристики полученных образцов;

4. Изготовлен светодиод на длину волны 4.3 мкм, имеющий мощность 5 мВт в квазинепрерывном режиме (1 кГц, коэффициент заполнения 50%).

Основные результаты диссертационной работы изложены в следующих трудах:

А1. В.И.Васильев, Г.С.Гагис, Е.А.Когновицкая, В.И.Кучинский, С.Н.Лосев, В.М.Смирнов. Получение эпитаксиальных слоев

пятикомпонентных твердых растворов GalnPAsSb изопериодических с GaSb. Поверхность 3, 78-84 (2002). А2. A.Krier, V.M.Smirnov, P.J.Batty, R.Jones, V.I.Vasil'ev, G.S.Gagis, V.I.Kuchinskii. Pentenary GalnAsPSb for mid-infrared light emitting diodes and lasers grown by liquid phase epitaxy. SPIE Proc. 6479. Lasers II, 647918 (8 pp) (2007). (Invited paper) A3. V. M. Smirnov, P. J. Batty, R. Jones, A. Krier, V. I. Vasil'ev, G. S. Gagis and V. I. Kuchinskii. GalnAsPSb/GaSb heterostructures for mid-infrared light emitting diodes. Phys. Stat. Sol. (a) 204, No. 4, DOI 10. 1002/pssa.200674141, 2007, pp. 1047-1050. A4. A.Krier, V.M.Smirnov, P.J.Batty, V.I.Vasil'ev, G.S.Gagis, V.I.Kuchinskii. Room temperature midinfrared electroluminescence from GalnAsSbP light emitting diodes. Appl. Phys. Lett., 90, 211115 (3 pp) (2007). A5. A.Krier, V.M.Smirnov, P.J.Batty, M.Yin, K.T.Lai, S.Rybchenko, S.K.Haywood, V.I.Vasil'ev, G.S.Gagis, and V.I.Kuchinskii. Midinfrared photoluminescence and compositional modulation in pentanary GalnAsPSb alloys grown by liquid phase epitaxy. Appl. Phys. Lett., 91, 082102 (3 pp) (2007).

A6. G.S.Gagis, V.I.Vasil'ev, A.G.Deryagin, V.V.Dudelev, A.S.Maslov, R.V.Levin, B.V.Pushnyi, V.M.Smirnov, G.S.Sokolovskii, G.G.Zegrya and V.I.Kuchinskii. Novel materials GalnAsPSb/GaSb and GalnAsPSb/InAs for room-temperature optoelectronic devices for a 3-5 мт wavelength range (GalnAsPSb/GaSb and GalnAsPSb/InAs for 3-5 мт). Semicond. Sci. Technol. 23, 125026 (6pp) (2008) A7. G.S.Gagis, V.I.Vasil'ev and N.N.Mursakulov. Growth and properties of pentanary solid solutions GalnAsPSb for 3-5 wavelength range optoelectronic devices. Azerbaijan Journal of Physics, Series. En. 16, 399-402 (2010).

Список цитированной литературы

[1] Vurgaftman, J. R. Meyer and L. R. Ram-Mohan. Band parameters for 111—V compound semiconductors and their alloys. J. Appl. Phys., 89, 5815-5875 (2001)

[2] M P С M Krijn. Heterojuncion band offsets and effective masses in III-V quaternary alloys. Semicond. Sci. Technol., 6, 27-31 (1991)

[3] S. Adachi. Optical dispersion relations for GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, InSb, AlxGa,.xAs, and ln,.xGaxAsyP|.y. J. Appl. Phys., 66, 6030-6040 (1989)

[4] G. W. Turner, H. K. Choi, and M. J. Manfa. Ultralow-tjreshold (50 A/cm2) strained single-quantum well GalnAsSb/AlGaAsSb lasers emitting at 2.05 цт. Appl. Phys. Lett., 72, 876-878 (1998)

[5] L. Shterengas, G. Kipshidze, T. Hosoda, J. Chen and G. Belenky. Diode lasers emitting at 3 цт with 300 mW of continuous-wave output power. Electron. Lett., 45, 942-943 (2009)

[6] H. K. Choi, G. W. Turner, and H. Q. Le. InAsSb/InAlAs strained quantumwell lasers wmitting at 4.5 цт. Appl. Phys. Lett., 66, 3543-3545 (1995)

[7] J.I. Malin, C. L. Felix, J. R. Meyer, C. A. Hoffman, J. F. Pinto, C.-H. Lin, P. C. Chang, S. J. Murry and S.-S. Pei. Type-II mid-IR lasers operating above room temperature. Electron. Lett., 32, 1593-1595 (1996)

[8] Rui Q. Yang, В. H. Yang, D. Zhang, C.-H. Lin, S. J. Murry, H. Wu, and S. S. Pei. High power mid-infrared interband cascade lasers based on type-II quantum wells. Appl. Phys. Lett., 71, 2409-2411 (1997)

[9] D. Wu, B. Lane, H. Mohseni, J. Diaz, and M. Razeghi. High power asymmetrical InAsSb/InAsSbP/AlAsSb double heterostructure lasers emitting at 3.4 цт. Appl. Phys. Lett., 74, 1194-1196 (1999)

[10] H. С. Аверкиев, А. П. Астахова, E. А. Гребенщикова, H. Д. Ильинская, К. В. Калинина, С. С. Кижаев, А. Ю. Кислякова, А. М. Монахов, В. В. Шерстнёв, Ю. П. Яковлев. Дисковые WGM-лазеры (к = 3.0 мкм) на основе InAs/InAsSbP-гетероструктур, работающие в непрерывном режиме. ФТП, 43, 124-127 (2009)

[11] М. Айдаралиев, Н. В. Зотова, С. А. Карандашёв, Б. А. Матвеев, М. А. Ременный, Н. М. Стусь, Г. Н. Талалакин. Электролюминесценция светодиодов на основе твёрдых растворов InGaAs и InAsSbP (X = 3.3 - 4.3 мкм) в интервале температур 20 - 180 ° С (продолжение). ФТП, 35, 619-625 (2001)

[12] Н. В. Зотова, С. С. Кижаев, С. С. Молчанов, Т. И. Воронина, Т. С. Лагунова, Б. В. Пушный, Ю. П. Яковлев. Свойства светодиодов, изготовленных на основе структур InAsSbP/InAsSb, выращенных методом газофазной эпитаксии из металлорганических соединений. ФТП, 37, 980-984 (2003)

[13] А. П. Астахова, А. С. Головин, Н. Д. Ильинская, К. В. Калинина, С. С. Кижаев, О. Ю. Серебренникова, Н. Д. Стоянов, Zs. J. Horvan, Ю. П. Яковлев. Мощные светодиоды на основе гетероструктур InAs/InAsSbP для спектроскопии метана 3.3 мкм). ФТП, 44, 278-284 (2010)

[14] Б. Е. Журтанов, Н. Д. Ильинская, А. Н. Именков, М. П. Михайлова, К. В. Калинина, М. А. Сиповская, Н. Д. Стоянов, Ю. П. Яковлев. Малошумящие фотодиоды на основе двойной гетероструктуры GaSb/GalnAsSb/AlGaAsSb для спектрального диапазона 1-4.8 мкм. ФТП, 42, 468-472 (2008)

[15] J. В. Rodriguez, E. Plis, G. Bishop, Y. D. Sharma, H. Kirn, L. R. Dawson, and S. Krishna. nBn structure based on InAs/GaSb type-II strained layer superlattices. Appl. Phys. Lett., 91, 043514 (2 pages) (2007)

[16] В. А. Геворкян, В. M. Арутюнян, К. М. Гамбарян, А. О. Аракелян, И. А. Андреев, JL В. Голубев, Ю. П. Яковлев. Термофотовольтаические преобразователи на основе соединений арсенида индия. ЖТФ, 77,49-54 (2007).

[17] Н. А. Чарыков, А. М. Литвак, М. П. Михайлова, К. Д. Моисеев, Ю. П. Яковлев. Твёрдый раствор InxGai_xAsySbzPi.y.z: новый материал инфракрасной оптоэлектроники. 1. Термодинамический анализ условий получения твёрдых растворов, изопериодных с подложками InAs и GaSb, методом жидкофазной эпитаксии. ФТП, 31,410-415 (1997)

[18] P.J.Batty, V.M.Smirnov, A.Krier, R.Jones, V.I.Vasil'ev, G.S.Gagis, V.I.Kuchinskii. Pentanary GalnAsPSb for mid-infrared light emitting diodes grown by liquid phase epitaxy. Abstracts of SIOE 2007 conference. Cardiff, Wales, 2-4 April 2007, p. 39.

[19] V.M.Smirnov, A.Krier, P.J.Batty, R.Jones, V.I.Vasil'ev, G.S.Gagis, V.I.Kuchinskii, K.T.Lai, S.Rybchenko, S.K.Haywood. Mid-infrared light emitting diodes based on pentanary GalnAsPSb alloys grown by liquid phase epitaxy. Abstracts of 8-th International Conference Mid-infrared Optoelectronics: Materials and Devices. Bad Ischl, Austria, 14-16 May 2007, p. 64.

[20] Д.Ахмедов, В.И.Васильев, Г.С.Гагис, В.В.Дюделев, В.И.Кучинский. Получение и свойства пятерных твёрдых растворов GalnAsPSb. Учёные записки Худжанского госуниверситета им. Академика Б. Гафурова (Гаджикистан), 4, 16-22(2008)

[21] V.M.Smirnov, A.Krier, P.J.Batty, R.Jones, V.I.Vasil'ev, G.S.Gagis, V.I.Kuchinskii, K.T.Lai, S.Rybchenko, S.K.Haywood. Mid-infrared light emitting diodes based on pentanary GalnAsPSb alloys grown by liquid phase epitaxy. Abstracts of 13-th International Conference on Narrow Gap Semiconductors. Univ. of Surrey, UK, 8-12 July 2007, p.71.

[22] M. C. DeLong, P. C. Taylor, and J. M. Olson. Excitation intensity dependence of photoluminescence in Gao.52Ino.4gP- Appl. Phys. Lett. 57, 620 (1990)

Лицензия ЛР № 020593 от 07.08.97

Подписано в печать 03.05.2011. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 7578Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.: (812)550-40-14 Тел./факс: (812) 297-57-76

Введение

Глава 1. Технологии источников излучения спектрального диапазона

2-5 мкм (обзор).

§ 1.1 Области применения устройств инфракрасной оптоэлектроники.

Коммуникации.

Детекция веществ.

Преобразование энергии.

§ 1.2. Материалы для изготовления устройств спектрального диапазона 3-5мкм.

§ 1.3. Способы получения твёрдых растворов А3В5.

Молекулярно-лучевая эпитаксия.

Жидкофазная эпитаксия.

Газофазная эпитаксия из металлорганических соединений (ГФЭ

МОС).

§1.4. Гетероструктуры для среднего инфракрасного диапазона.

Лазерные гетероструктуры.

Свето диоды.

Фотодиоды.

Термофотоэлектрические (ТФЭ) преобразователи.

Выводы.

Глава 2. Модели описания и расчёта свойств полупроводниковых материалов.

§ 2.1. Расчёт физических свойств полупроводниковых материалов.

Ширина запрещённой зоны.

Показатель преломления.

Расчёт положения краёв зон.

§2.2 Расчёт зависимостей свойств твёрдых растворов от состава.

Модель образования многокомпонентных твёрдых растворов.55'

Интерполяционные формулы.

§ 2.3. Выбор материалов для приборов спектрального диапазона 3

Выводы.

Глава 3. Получения и исследования слоёв твёрдых растворов м спектрального диапазона 2.5 - 4 . ^

§3.1, Методика исследования полученных эпитаксиальных слоёв. ^

Определение НПР эпитаксиальных слоев. ^

Измерение состава эпитаксиальных слоёв. ^

Исследование фотолюминесценции полученных слоёв. ^

Измерение толщины полученных эпитаксиальных слоев.

§ 3.2. Получение полупроводниковых твёрдых растворов ^ ^ методом ЖФЭ.

Методика расчёта гетерогенных фазовых равновесий в твёрдых растворов А В. ^

Приготовление шихты.

Измерение температуры ликвидуса и критического переохлаясДе111ХЯ: системы по методу прямого визуального наблюдения: ^ и*".;;;;;;8б

Установка для эпитаксиального роста.

Особенности ЖФЭ материалов Са1пАзЗЬ, ГлАвРБЬ и

§3.3. Газофазная эпитаксия из металлорганических соединений (Г*®^ ^у мое)."

Установка для эпитаксиального роста. ^^

ГФЭ МОС твёрдых растворов А3В5 на установке А1Х200. ^ ^^

Общие особенности процесса ГФЭ МОС. ^

ГФЭ МОС твёрдых растворов ."*

ГФЭ МОС твёрдых растворов Оа1пАз8Ь. п

1 \ ^

ГФЭ МОС твёрдых растворов АПпАбЗЬ.

ГФЭ МОС твёрдых растворов 1пАэР8Ь.

§ 3.4. Приготовление подложек.-- —^¿>

Выводы.—

Глава 4. Люминесцентные характеристики твёрдых растворов А ^ » ^ излучающих в диапазоне 3-4 мкм.--—"" ^

§ 4.1. Твёрдые растворы Са/пАвРвЬ, изопериодичные с ваБЬ.- - ~ ~ " ' ^

§ 4.2. Температурные зависимости ФЛузкозонных материалов.-у

Выводы.^АЪ

Актуальность темы:

Оптоэлектронные устройства для диапазона длин волн 1.6-5 мкм необходимы в таких областях науки и техники, как коммуникации и газовый анализ. В этот диапазон попадают линии поглощения многих токсичных и промышленных газов, окна прозрачности атмосферы и оптических волокон нового поколения на основе флюоридных стёкол. Перспективными материалами для изготовления таких устройств видятся з с полупроводниковые твёрдые растворы (ТР) А В , содержащие сурьму и изопериодичные с подложками ваЭЬ и ЬгАв. В настоящее время достаточно успешно изготавливаются оптоэлектронные приборы для спектрального диапазона 1.7 - 3.2 мкм. Диапазон 3.2 — 5 мкм остаётся проблемным. Это связано с физическими свойствами узкозонных материалов, в которых, во-первых, существенно возрастает роль безызлучательных процессов, во-вторых, к ним труднее подбирать барьерные слои, создающие достаточное ограничение для носителей заряда.

В настоящее время в качестве узкозонных активных областей устройств спектрального диапазона 3 — 5 мкм используются квантовые ямы Оа1пАз8Ь, изопериодичные с ОаБЬ; сверхрешётки чередующихся тонких напряжённых слоев бинарных соединений А18Ь, ГпАэ и тройных твёрдых растворов 1пОа8Ь, 1пАз8Ь; бинарное соединение 1пАб; и ГпАбЗЬ. Использование в качестве активных областей других типов материалов, таких как ОаЬгАзРБЬ, в настоящее время не рассматривалось.

Основная цель диссертационной работы заключалась в поиске, получении и о г исследовании новых типов материалов А В на основе пятерных твёрдых растворов СайгАэРБЬ, подходящих для изготовления оптоэлектронных устройств спектрального диапазона 3 — 5 мкм.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

• Расчёт зависимостей состав-свойство для пятерных твёрдых растворов (ПТР) Оа1пАзР8Ь и АЮаЬгАэЗЬ;

• Получение и исследование ПТР Оа^АэРБЬ, изопериодичных с подложками ¡пАб и ОаБЬ;

• Исследование условий получения методом газофазной эпитаксии из I металлорганических соединений (ГФЭМОС) ТР для активных областей и ТР АПпАзЭЬ для ограничивающих слоёв источников излучения спектрального диапазона 3 — 5 мкм;

• Сравнение люминесцентных характеристик узкозонных материалов ГпАбЗЬ, Оа1пАз8Ь и Оа1пАзР8Ь, полученных на подложках ваБЬ и 1пАэ;

• Изготовление светоизлучающих структур на основе материалов Оа1пАзР8Ь, сравнение их излучательных характеристик с таковыми у структур на основе 1пАз8Ь. '

Научная новизна полученных в работе результатов состоит в следующем:

• При температурах от 4 до 300 К экспериментально исследованы люминесцентные характеристики материалов Оа1пАзР8Ь, изопериодичных с подложками 1пАз и ОаБЬ и излучающих в спектральном диапазоне длин волн 3 - 4.3 мкм;

• Исследованы условия получения методом ГФЭМОС изопериодичных с ЬгАэ ТР ЬгАйБЬ и Оа1пАз8Ь,' обладающих высокими излучательными характеристиками и подходящих для изготовления активных областей оптоэлектронных устройств для спектрального диапазона 3-4 мкм;

• Исследована электролюминесценция (ЭЛ) изопериодичных с СаБЬ твердых растворов ОаГоАэРЗЬ, излучающих при комнатной температуре на длине волны 4.3 мкм, проведено сравнение с ЭЛ 1пАз8Ь.

• У твёрдых растворов ЬгАз^Ь!^, Оа1х1пхАзу8Ь1у и Gai.xInxAsyPySbi.vz, изопериодичные с 1пАэ и имеющих составы 0.95 < х < 1; 0.77 < у < 0.97; 0 < г < 0.11 в диапазоне длин волн 3.4-4.3 мкм наблюдалась интенсивная фотолюминесценция (ФЛ) при комнатной температуре.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. При жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ) пятерных твёрдых растворов ОаГпАзРБЬ из растворов-расплавов на основе сурьмы на образцах с малыми величинами несоответствия параметра решётки (НПР) |/1| < 10"3 в некоторых случаях наблюдались массивы упорядоченных прямоугольных образований (микрокристаллитов) размерами от 1 мкм х 2 мкм до 4 мкм х 8 мкм, микрокристаллиты являлись твёрдыми растворами, состав которых существенно отличался от состава основной матрицы;

2. Твёрдые растворы Gai.xInyASyPzSbi.y-z изопериодичные с Оа8Ь, демонстрируют при 300 К интенсивную ФЛ на длинах волн 3 — 4.3 мкм, дифференциальная эффективность ЭЛ материалов Gaoo3bio.97Aso8iP005Sbo.14j изопериодичных с ОаЭЬ и излучающих на длине волны 4.3 мкм в 3 раза превосходит таковую у ГпАзЭЬ, изопериодичных с Оа8Ь и излучающих на той же длине волны;

3. Экспериментально показано, что величина спин-орбитального отщепления Оаоо4по9бАзо82Рооз8Ьо 15 при 15 К составляет 0.46 эВ и превышает величину его прямого энергетического зазора (0.34 эВ), что обеспечивает высокие излучательные характеристики данного твёрдого раствора; 4. При ГФЭМОС твёрдых растворов InAsPSb на подложках InAs (давление в реакторе 0.1 атм, температура 600 °С) зависимость содержания фосфора в твёрдой фазе от парциального давления фосфина в реакторе при фиксированных парциальных давлениях других веществ асимптотически приближается к горизонтальной прямой. Практическая ценность результатов работы состоит в том, что, в результате исследований:

• Рассчитаны зависимости* состав-свойство для твёрдых растворов AlGalnAsSb, GalnAsPSb, предложены возможные варианты гетероструктур для изготовления светоизлучающих устройств спектрального диапазона 3 4.5 мкм;

• Впервые получены методом ЖФЭ из растворов-расплавов на основе сурьмы твёрдые растворы GalnAsPSb, изопериодичные с GaSb и InAs, излучающие при 300 К на длинах волн 3 - 4.3 мкм;

• Проанализирована температурная зависимость спектров ФЛ TP GalnAsPSb, GalnAsSb, InAsSb излучающих на длинах волн 3 - 4.3 мкм и показано, что при* близких длинах волн излучения лучшими люминесцентными характеристиками обладают материалы, полученные на подложках InAs;

• Впервые на основе твёрдых растворов GalnAsPSb изготовлен p-i-n светодиод, излучающий на длине волны 4.3 мкм при комнатной температуре в квазинепрерывном режиме (1 кГц, коэффициент заполнения 50%, рабочий ток 300 мА), мощность излучения составляет 5 мВт, что превосходит типичные аналоги, излучающие на длине волны 4.25 мкм (менее 1 мВт в импульсном режиме).

• Определены особенности вхождения As в тройные твёрдые растворы InAsSb при использовании метода ГФЭМОС при соотношении потоков V/III 2.2 - 3.6 и 22; на основе этих данных исследованы условия получения на подложках- InAs качественных эпитаксиальных слоев GalnAsSb, излучающих на длинах волн 3.6 — 3.8 мкм при 300 К и AluIni.uAsySbi.y, имеющих составы 0.08 <и <0.11, 0.88 <у <0.92;

Апробация результатов работы. Материалы диссертации представлялись для обсуждения Российскому и международному научным сообществам на следующих конференциях, симпозиумах и семинарах:

• Второй всероссийской молодёжной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, Россия, 4-8 декабря, 2000 г);

• 4-th Int. Conf. on Mid-infrared Optoelectronics. Materials&Devices (Montpellier, France, 1-4 April, 2001);

• International Conference on Physics of Condensed Systems (Dushanbe, Tajikistan, 11-12 October, 2001);

• 11-th Int. Conf. on Solid Films and Surfaces (Marseille, France, 8-12 July 2002);

• ой Украинской Научной Конференции по Физике Полупроводников (Одесса, Украина, 10-14 сентября 2002);

• Пятой всероссийской молодёжной конференции по физике' полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, Россия, 1-5 декабря 2003 г);

• Шестой всероссийской молодёжной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, Россия, 6-10 декабря 2004 г);

• Seventh International Conference ' Mid-infrared Optoelectronic Materials and Devices (Lancaster, UK, 12-14 Sep. 2005);

• 8th International Workshop on Expert Evaluation & Control of Compound Semiconductor Materials & Technologies - EXMATEC'06 (Cadiz, Spain, 14-17 May 2006);

• 33rd International Symposium on Compound Semiconductors.(Vancouver, Canada, 13-17 Aug. 2006);

• 15th International Workshop on Heterostructure Technology (Manchester, UK, 24 October 2006);

• Optoelectronics 2007: Quantum Sensing and Nanophotonic Devices IV, conference 6479. (22-25 January 2007);

• SIOE 2007 conference (Cardiff, Wales, 2 - 4 April 2007);

• 8-th International Conference Mid-infrared Optoelectronics: Materials and Devices (Bad Ischl, Austria, 14-16 May 2007);

• 13-th International Conference on Narrow Gap Semiconductors. (Univ. of Surrey, UK, 8-12 July 2007);

• Итоговом Семинаре по Физике и Астрономии по результатам конкурса грантов 2007 года для молодых учёных Санкт-Петербурга. (Санкт-Петербург, Россия, 29 ноября 2007);

• • Девятой; всероссийской,; молодёжной^ конференции по физике полупроводников' и- наноструктур, полупроводниковой, опто- и наноэлектронике' (Санкт-Петербург, Россия; 3 - 7 декабря 2007); .

•■•> Международном семинаре по опто- и наноэлектронике- (ФТИ им.: А. Ф.' Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия^ 27 октября^2008); " . • Симпозиуме "Полупроводниковые лазеры: физика и-технология" (Санкт-Петербург, Россия, 5-7 ноября 2008); /■ •

• • Десятой; всероссийской ? молодёжной i конференции; по< физике полупроводников; и наноструктур, полупроводниковой; опто- и наноэлектронике.(Санкт-Петербург, Россия, 1- 5 декабря 2008);

• Interaational Conference on "PHYSICS-2010" (ICP-2010) (Institute of'Physics, Baku, Azerbaijan, 30 June-2 Jule, 2010);

• 17th International Conference on Ternary and Multinary Compounds. (Institute of Physics, Azerbaijan National Academy of Sciences, Baku, Azerbaijani 27-30 Sep.

2010).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 работах, библиографический список публикаций приведён.в конце диссертации в заключении.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения; содержащего основные результаты, списка основных работ автора по теме диссертации, списка цитируемой литературы. Общий объём диссертации - 156 страниц, включая 66 рисунков и 20 таблиц. Список цитируемой; литературы содержит 132 наименования.

Основные результаты диссертационной работы изложены в следующих трудах:

А1. В.И.Васильев, Г.С.Гагис, Е.А.Когновицкая, В.И.Кучинский, С.Н.Лосев, В.М.Смирнов. Получение эпитаксиальных слоев пятикомпонентных твердых растворов GalnPAsSb изопериодических с GaSb. Поверхность 3, 78-84 (2002).

А2. A.Krier, V.M.Smirnov, P.J.Batty, RJones, V.I.Vasil'ev, G.S.Gagis, V.I.Kuchinskii. Pentenary GalnAsPSb for mid-infrared light emitting diodes and lasers grown by liquid phase epitaxy. SPIE Proc. 6479. Lasers II, 647918 (8 pp) (2007). (Invited paper)

A3. V. M. Smirnov, P. J. Batty, R. Jones, A. Krier, V. I. Vasil'ev, G. S. Gagis and V. I. Kuchinskii. GalnAsPSb/GaSb heterostructures for mid-infrared light emitting diodes. Phys. Stat. Sol. (a) 204, No. 4, DOI 10. 1002/pssa.200674141, 2007, pp. 1047-1050.

A4. A.Krier, V.M.Smirnov, P.J.Batty, V.I.Vasil'ev, G.S.Gagis, V.I.Kuchinskii. Room temperature midinfrared electroluminescence from GalnAsSbP light emitting diodes. Appl. Phys. Lett., 90,211115 (3 pp) (2007).

A5. A.Krier, V.M.Smirnov, P.J.Batty, M.Yin, K.T.Lai, S.Rybchenko, S.K.Haywood, V.I.Vasil'ev, G.S.Gagis, and V.I.Kuchinskii. Midinfrared photoluminescence and compositional modulation in pentanary GalnAsPSb alloys grown by liquid phase epitaxy. Appl. Phys. Lett., 91, 082102 (3 pp) (2007). A6. G.S.Gagis, V.I.Vasil'ev, A.G.Deryagin, V.V.Dudelev, A.S.Maslov, R.V.Levin, B.V.Pushnyi, V.M.Smirnov, G.S.Sokolovskii, G.G.Zegrya and V.I.Kuchinskii. Novel materials GalnAsPSb/GaSb and GalnAsPSb/InAs. for room-temperature optoelectronic devices for a 3-5 мт wavelength range (GalnAsPSb/GaSb and GalnAsPSb/InAs for 3-5 мт). Semicond. Sci. Technol. 23, 125026 (6pp) (2008) A7. G.S.Gagis, V.I.Vasil'ev and N.N:Mursakulov. Growth and properties of pentanary solid solutions GalnAsPSb for 3-5 wavelength- range optoelectronic devices. Azerbaijan Journal of Physics, Series. En. 16, 399-402 (2010).

В заключение я хочу выразить глубокую благодарность за руководство и неоценимую поддержку при проведении работы моему научному руководителю Кучинскому Владимиру Ильичу, а так же другим сотрудникам ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН за помощь: В. И. Васильеву за консультации по вопросам эпитаксии, и помощь в проведении ЖФЭ, а так же за плодотворное обсуждение результатов работы, Р. В. Левину, Д. А. Кудряшову и Б. В. Пушному за консультации и помощь в проведении процессов ГФЭ МОС, А.Г. Дерягину, В. В. Дюделеву, С. А. Маслову за помощь и консультации в проведении люминесцентных исследований; Г.С. Соколовскому за помощь в составлении публикаций в зарубежных изданиях; С. Г. Конникову, за возможность исследования структурных свойств полученных образцов; М. В. Байдаковой, М. А. Яговкиной, М. В. Заморянской за получения рентгеновских кривых; Б. Я. Беру, Д. Ю. Казанцеву, Т.Б. Поповой, Я. В. Кузнецовой за измерения состава; С. И. Трошкову и В. М. Бусову, за исследования на электронном микроскопе; H. М. Шмидт, В. М. Смирнову за помощь в изготовлении и исследовании приборных структур; и руководителю лаборатории интегральной оптики на гетероструктурах Е. Л. Потрному за поддержку и доброжелательное отношение.

Заключение

1. Н.А. Gebbie, W.R. Harding, С. Hilsum, A.W. Pryce, V. Roberts, Atmospheric transmission in the 1 to 14 |xm region, Proc. Roy. Soc. A 206, 87 (1951).

2. B. L. Carter, E. Shaw, J. T. Olesberg, W. K. Chan, T.C. Hasenberg and M. E. Flatté. High detectivity InGaAsSb pin infrared photodetector for blood glucose sensing. Electron. Letters 36 (15),

3. E.K. Muller, J.L. Richards. Miscibility of III-V semiconductors studied by flash evaporation. J. Appl. Phys. 1964, v. 13 p. 1233.

4. A. Sasaki, M. Nishiuma and Y. Takeda. Energy Band Structure and Lattice Constant Chart of III-V Mixed Semiconductors and AlGaSb/AlGaAsSb Semiconductor Laser on GaSb Substrates. Jap. J. Appl. Phys. Vol.19. No. 9, September, 1980 pp. 1695 1702.

5. K. Shim, H. Rabitz. Electronic and structural properties of the pentanary alloy GaxInixPySbzAsi-y-z. J. Appl. Phys., 85 (11), 7705 7715 (1999)

6. A. G. Thompson and J. C, Woolley. Energy-gap variation in mixed III-V alloys. Canadian journal of physics, V 45 1967 pp. 255-261.

7. Литвак A. M., Чарыков H. А. Термодинамический расчёт зависимости ширины запрещённой зоны от состава многокомпонентных твёрдых растворов на основе соединений AIHBV. ФТП 24 (12) 2106 2110 (1990)

8. Vurgaftman, J. R. Meyer and L. R. Ram-Mohan. Band parameters for III-V compound semiconductors and their alloys. J. Appl. Phys. 2001 v 89-11 p. 5815-5875.

9. Н. В.' Зотова, И. Н. Яссиевич. Оже-рекомбинация в p-InAs и твёрдых растворах GaxIni.xAs. ФТП 1977 г. т. 11, с. 1882-1887.

10. P.S.Dutta, H.L.Bhat, V.Kumar. The physics and technology of gallium antimonide: An emerging optoelectronic material. J.Appl.Phys., 81 (9); 5821-5870 (1997)

11. T. Soma, J. Satoh and H. Matsuo. Thermal expansion coefficient of GaAs and InP: Solis State Communications, Vol. 42, No. 12, pp. 889-892, 1982.

12. P. Deus, U. Voland-and H. A. Schneider. Thermal expansion of GaP withim 20 to 300 K. Phys. Stat. Sol. (a) 80, pp. K29-K32 (1983)

13. P. W. Sparks and C. A. Swenson. Thermal Expansion from 2 to 40°K of Ge, Si, and Four III-V Compounds. Phys. Rev. 163, 779-790 (1967)

14. R. Margi, A. Zunger, H. Kroemer. GalnAsSb/GaSb ans GalnAsSb/InAs alloys as function of composition. J. Appl. Phys. 98, 043701 (9 pages) (2005)

15. M. A. Afromowitz. Refractive index of Gai-xAlxAs. Solid State Communications 15, 59-63 (1974).

16. S. Adachi. Model dielectric constants of GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, and InSb.

17. Phys. Rev. B, 35 (14), 7454-7463 (1987).

18. S. Adachi. Optical properties of AlxGabxAs alloys. Phys. Rev. B. 38 (17), 1234512352 (1988).

19. S. Adachi. Band gaps and refractive indicies of AlGaAsSb, GalnAsSb, and InPAsSb: Key properties for a variety of the 2-4 jum optoelectronic device applications. J. Appl. Phys. 61 (10), 4869-4876 (1987).

20. S. Adachi. Optical dispersion relations for GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, InSb, AlxGaixAs, and Im.xGaxAsyPi.y. J. Appl. Phys. 66 (12) 6030-6040 (1989).

21. S. Adachi, H. Kato, A. Moki, K. Ohtsuka. Refractive index of (AlxGa]-x)o5lno5P quaternary alloys. J. Appl. Phys. 75 (1), 478-480 (1994).

22. Davey J. E., Pankey T. J. J. Epitaxial GaAs Films Deposited by Vacuum Evaporation. Appl. Phys., 1968, v. 39, p. 1941-1948.

23. Arthur J. R. J. Interaction »of Ga and As2 molecular beams with GaAs surfaces. Appl. Phys., 1968, v. 39, № 8, p. 4032-4034.

24. M. Grau, C. Lin, O. Dier, C. Lauer, and M.-C. Amann. Room-temperature operation of 3.26 fan. GaSb-based type-I lasers with quintenary AlGalnAsSb barriers. Appl. Phys. Lett. 87, p.241104 (3pp) (2005).

25. G. Zhang. Strained-layer InGaAs/GalnAsP/GalnP quantum well lasers grown by gas-source molecular beam epitaxy. Appl. Phys. Lett. 62 (12), 1405-1407 (1993).

26. G. Zhang and A. Ovtchinnikov. Strain-compensated InGaAs/GaAsP/GalnAsP/GalnP quantum well lasers (X ~ 0.98 /mi) grown by gas-source molecular beam epitaxy. Appl. Phys. Lett. 62 (14), 1644-1646 (1993).

27. S. J. Eglash and H. K. Choi. Efficient GalnAsSb/AlGaAsSb diode lasers emitting at 2 29 цт. Appl. Phys. Lett. 57 (13) p. 1292-1294 (1990)

28. C. Lin, M. Grau, O. Dier, and M.-C. Amann. Low threshold room-temperature continuous-wave operation of 2.24-3.04 ¡xm GalnAsSb/AlGaAsSb quantum-well lasers. Appl. Phys. Lett. v.84 (25) p. 5088-5090 (2004)

29. L. Shterengas, G. Kipshdze, T. Hosoda, J. Chen and G. Belenky. Diode lasers emitting at 3 цт with 300 mW of continuous-wave output power. Electron. Lett, v.45 (18) pp. 942-943.

30. Т. H. Данилова, Б. E. Журтанов, А. П. Закгейм, H. Д. Ильинская, А. Н. Именков, О. Н. Сараев, М. А. Сиповская, В. В. Шерстнёв, Ю. П. Яковлев. Мощные светодиоды, излучающие в области длин волн 1.9-2.1 мкм. ФТП, 33 (2), 239-242 (1999).

31. Н. Д. Стоянов, М. П. Михайлова, О. В. Андрейчук, К. Д. Моисеев, И А. Андреев, М. А. Афраилов, Ю. П. Яковлев. Фотодиоды на основе гетеропереходов II типа в системе GaSb/InGaAsSb для спектрального диапазона 1.5 4.8 мкм. ФТП 35 (4) 467-473 (2001).

32. Manasevit Н. М. Single-crystal gallium arsenide on insulating substrates. Appl. Phys. Lett., 1968, v. 12, № 4; зю 156-159.

33. Y. Seki, К. Tanoo, K. Iida, E. Ichiki. Properties of Epitaxial GaAs Layers from a Triethyl Gallium and Arsine System. J. Electrochem. Soc., 1975, v. 122, p. 1108 1112.

34. J. P. Duchemin, J. P. Hirtz, M. Razeghi, M. Bonnet and S. D. Hersee. GalnAs and • GalnAsP materials- growth by low. pressure MOCVD for microwave and optoelectronic applications. J. Cryst. Growth, 55, 64-73 (1981).

35. С. Caneau, А. К. Srivastava, J. L. Zyskind, J. W. Sulhoff, A. G. Dentai and M. A. Pollack, cw operation of GalnAsSb/AlGaAsSb lasers up to 190 K. Appl. Phys. Lett. 49 (2), 55 -57, (1986).

36. C. Caneau, J. L. Zyskind, J. W. Sulhoff, Т. E. Glover, J. Centanni, C. A. Burrus, A. G. Dentai, and M. A. Pollack. 2.2 fim GalnAsSb/AlGaAsSb injection lasers with low thresjold current density. Appl. Phys. Lett. 51 (10), 764-766,1987.

37. S. J. Eglash and-H. K. Choi. Efficient GalnAsSb/AlGaAsSb diode lasers emitting at 2.29 /inl. Appl. Phys. Lett. 57 (13) 1292-1294, 1990.

38. H. K. Choi and S. J. Eglash. Room-temperature cw operation at 2.2 fim of GalnAsSb/AlGaAsSb diode lasers grown by molecular beam epitaxy. Appl. Phys. Lett. 59 (10), 1165-1166(1991).

39. H. K. Choi and S. J. Eglash. High-power multiple-quantum-well GalnAsSb/AlGaAsSb diode lasers emitting at 2.1 fim with low threshold current density. Appl. Phys. Lett. 61 (10), 1154-1156 (1992).

40. G. W. Turner, H. K. Choi, and M. J. Manfa. Ultralow-tjreshold (50 A/cm2) strained single-quantum well GalnAsSb/AlGaAsSb lasers emitting at 2.05 fim. Appl. Phys. Lett. 72 (8), 876-878 (1998).

41. S. J. Eglash and H. K. Choi. Efficient GalnAsSb/AlGaAsSb diode lasers emitting at 2.29 fim. Appl. Phys. Lett. 57 (13), 1292-1294 (1990).

42. H. K. Choi, G. W. Turner, and H. Q. Le. InAsSb/InAlAs strained quantum-well lasers wmittmg at 4.5 fim. Appl. Phys. Lett. 66 (26) 3543-3545 (1995).

43. J.I. Malin, C. L. Felix, J. R. Meyer, C. A. Hoffman, J. F. Pinto, C.-H. Lin, P. C. Chang, S. J. Murry and S.-S. Pei. Type-II mid-IR lasers operating above room temperature. Electron. Lett. 32 (17), 1593-1595 (1996).

44. A. Wilk, BS Fraisse; P: Ghristol; G. Boissier. P: Grech; M. El'Gazouli, Y. Rouillard; A. N-.* Baranov; A\ Joullie;. MBE growth of InAs/InAsSb/InAlAsSb "W" quantum well5 laser diodes emitting near 3 цт. J. Cryst. Growth, 227-228, 586-590 (2001).

45. L. Shterengas, G. Kipshidze; T. Ho so da, J: Chen and G. Belenky. Diode lasers emitting at 3 /xm■ with:300 mW' of continuous-wave output power. Electron: Lett. 45 (18),.942-943 (2009).

46. C. A. Wang and H. K. Choi: GalnAsSb/AlGaAsSb multiple-quantum-well diode lascrs grown by organometallic vapor phase epitaxy. Appl. Phys. Lett. 70 (7), 802-804 (1997).,

47. Kobayashi, Y. Horikoshi. Japan; J. Appl. Phys., 19. L641 (1980).

48. H. Mani, A. Jolee, G. Boissier, E. Tournie, F. Pitard, A.-M. Joullie, C. Albert; Electron. Lett. 24,1542 (1988).

49. B. Lane, D. Wu, A. Rybowski, H. Yi; J. Diaz, and M. Razcghi. Compressively strained multiple quantum well InAsSb lasers emitting at 3.6 fim grown by metal-organic chemical vapor deposition. Appl. Phys. Lett. 70 (4), 443-445 (1997).

50. B. Lane, Z. Wu, A. Stein, J. Diaz, and M. Razeghi. InAsSb/InAsP strained-layer superlattice injection lasers operating at 4.0 цт grown by metal-organic chemical bapor deposition. Appl. Phys. Lett. 74,3438-3440 (1999).

51. В. Lane, М. Razeghi. High-power electrically injected mid-infrared interband lasers grown by LP-MOCVD. J. Ciyst. Growth, 221, 679-682 (2000);

52. A. Popov, V. Sherstnev, and Yu. Yakovlev. High power InAsSb/InAsSbP double heterostructure laser for continuous wave operation at 3.6 fim. Appl. Phys. Lett. 68 (20), 27902792 (1996).

53. A. A. Popov, V. V. Sherstnev, Y. P. Yakovlev, A. N. Baranov and C. Alibert. Powerful mid-infrared light emitting diodes for pollution monitoring. Electron. Lett. 33 (1), 8688 (1997).

54. Т. H. Данилова, Б. E. Журтанов, А. Л. Закгейм, H. Д. Ильинская, А. Н. Именков, О. Н. Сараев, М. А. Сиповская, В. В. Шерстнёв, Ю. П. Яковлев. Мощные светодиоды, излучающие в области длин волн 1.9-2.1 мкм. ФТП 33 (2), 239-242 (1999).

55. Е. А. Гребенщикова, Н'. В. Зотова, С. С. Кижаев, С. С. Молчанов, Ю. П. Яковлев. InAs/InAsSbP светоизлучающие структуры, выращенные методом газофазной эпитаксии. ЖТФ 2001 т. 71 вып. 9. с. 58-60

56. Т. Niedziela, R. Ciupa. Ultimate parameters of Ilgi.^Cd^Te and InAsi^Sb* n+-p photodiodes. Solid-State Electron. 45,41-46 (2001).

57. И. А. Андреев, E. В. Куницына, M. П. Михайлова, Ю. П. Яковлев. Длинноволновые фотодиоды на основе твёрдых растворов Gai.xInxAsySbi.y с* составом вблизи границы области несмешиваемости. ФТП 33 (2), 249-253 (1999).

58. Н. Д. Стоянов, М. П. Михайлова, О. В. Андрейчук, К. Д. Моисеев, И. А. Андреев, М. А. Афраилов, Ю. П. Яковлев. Фотодиоды на основе гетеропереходов II типа в системе GaSb/InGaAsSb для спектрального диапазона 1.5 — 4.8 мкм. ФТП 35 (4), 467-473 (2001).

59. И. А. Андреев, Н. Д. Ильинская, Е. В. Куницина, М. П. Михайлова, Ю. П. Яковлев. Высокоэффективные фотодиоды на основе GalnAsSb/GaAlAsSb для спектрального диапазона 0.9 — 2.55 мкм с большим диаметром чувствительной площадки. ФТП, 37 (8), 974-979 (2003).

60. S. Maimón and G. W. Wicks. nBn detector, an infrared detector with reduced dark current and higher operating temperature. Appl. Phys. Lett. 89, 151109 (3pp), 2006.

61. J. В. Rodriguez, E. Plis, G. Bishop, Y. D. Sharma; H. Kim, L. R. Dawson, and S. Krishna. nBn structure based-on InAs/GaSb type-II'strained layer superlattices. Appl. Phys. Lett. 91 043514 (2pp) (2007)

62. В. A-. Геворкян, В. M. Арутюнян, К. M. Гамбарян, А. О. Аракелян, И: А. Андреев, JI. В. Голубев; Ю. П. Яковлев. Термофотовольтаические преобразователи на-основе соединений арсенида индия. ЖТФ77 (3), 49-54 (2007).

63. К. Ishida, H. Tokunaga, H, Ohtani and T. Nishizawa. Data base for calculating-phase diagrams of III-V alloy semiconductors. J. Cryst. Growth. 98, 140-147 (1989).

64. Э. P. Рубцов, В. Ci Сорокин, В. В. Кузнецов. Прогнозирование свойств гетероструктур на. основе пятикомпонентных твёрдых растворов А3В5. Журнал Физической Химии,.71 (3)6 415-420.

65. Кузнецов, П.П. Москвин, В. С. Сорокин. Неравновесные явления- при, жидкостной гетероэпитаксии полупроводниковых твёрдых растворов, М.: Металлургия, -1991.-175 с.

66. Пригожин И. Дефэй Р. Химическая термодинамика. Новосибирск: Наука. -1966. - 509 с.

67. Андреев В. М., Долгинов Л. М., Третьяков Д. Н. Жидкофазная эпитаксия в технологии полупроводниковых приборов. — М.: Сов. Радио. — 1975. 392 с.

68. Паниш М. Б., Илегемс М. Материалы для оптоэлектроники: Сб. статей. М. Мир.-1976.-С. 39-92.

69. Яворский Б.М., Детлаф A.A. Справочник по физике: 4-е изд., испр. — М.: Наука. Физматлит, 1996. — 624 с. — ISBN 5-02-015158-0.

70. Абрамов A.B., Арсентьев И.Н., Мишурный В.А., Румянцев-В.Д., Третьяков Д.Н. Люминесцентные свойства и некоторые особенности выращивания из растворов-расплавов твердых растворов Ga4Ini-xP. Письма в ЖТФ, 2 (5), 204-207 (1976)

71. Берт Н. А., Васильев В. И., Конников С. Г., Кузнецов В. В., Москвин П. П., Соловьёв И. В., Сорокин В. С. Термодинамическое моделирование процессов роста всистеме

72. Ga-In-As-Sb. Тезисы- докладов УП конференции по процессам роста и синтеза полупроводниковых кристаллов и плёнок, Новосибирск, 1986, т. 2, с. 77-78.

73. Shelton J.K., Knight J.R., Liquid-phase epitaxy of In(As, Sb) on GaSb substrates using antimony-rich melts. Sol. St. Electron., 1985. V. 28, p.p. 1166-1168.

74. Васильев В. И:, Кузнецов В. В., Мишурный В; А. Термодинамическиеособенности получения' GaxIni.xAsySbi.y и AlxGaixAsySbi.y. Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции по термодинамике и материаловедению полупроводников. Москва, 1989, ч. 1, с. 162-163.

75. Васильев В. И., Кузнецов В. В., Мишурный В. А. Эпитаксия GaxIni.xAsySbi.y с использованием сурьмы в качестве растворителя. Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1990, т. 26, №1, с. 23-27.

76. D. Effer, P. J. Etter. Investigation into the apparent parity limit in GaSb. J. Phys. Chem. Sol. 25,451 (1964).

77. Van der Maulen Y. J. Growth properties of GaSb: The structure of the residual acceptor center. J. Phys. Chem. Sol., 1967, v. 28, p. 25.

78. Баграев H. Т., Баранов A. H., Воронина Т. И., Толпаров Ю. Н., Яковлев Ю. П. Подавление природных акцепторов в GaSb. Письма в ЖТФ, 1985, т. 11, в. 2, с. 117-121.

79. E.Tournie, F.Pitard, A.Joullie and R.Fourcade. High temperature liquid phase epitaxy of (100) oriented GalnAsSb near the miscibility gap boundary. J.Cryst.Growth 104 683-694(1990).

80. Д.Ахмедов, В.И.Васильев, Г.С.Гагис, В.В.Дюделев, В.И.Кучинский. Получение и свойства пятерных твёрдых растворов GalnAsPSb. Учёные записки Худжанского госуниверситета им. Академика Б. Гафурова (Таджикистан), том 4, 2008, сс. 16-22.

81. R. D. Dupis. Metalorganic Chemical Vapor Deposition (MOCVD). Handbook of Thin Film Process Technology. 1996 IOP Publishing Ltd. pp. Bl.l :1- В 1.1:18.

82. M. J. Ludowise. Metalorganic chemical vapor deposition of III-V semiconductors. J. Appl. Phys. 58 (8), 1985, pp. R31-R38.

83. H. Seki and A. Koukitu. Thermodynamic analysis of metalorganic vapor phase epitaxy of III-V alloy semiconductors. J. Cryst. Growth 74 (1986) p. 172-180

84. Сорокин В. С. Методы формирования полупроводниковых сверхрешёток и квантово-размерных структур: Учеб. Пособие /ГЭТУ.-СПб., 1996. 68 с.

85. Gerald В. Stringfellow: Organometallic Vapor Phase Epitaxy: Theory and Practice

86. I.E.Berishev, F.De Anda, V.A.Mishournyi, J.Olvera, N.D.Ilyinskaya, V.I.Vasil'ev. H202:C406H6 (tartaric acid):H20 etching system for chemical polishing of GaSb. J.Electrochem.Soc.,1995,v.l42, N10, p.L189-L191.

87. T. H. Chiu, W. T. Tsang, S. N. G. Chu, J. Shah, and J. A. Ditzenberger. Molecular beam epitaxy of GaSb0.5As0.5 and AlxGal-xSbyAsl-y lattice matched to InP. Appl. Phys. Lett. 46,408 (1985)

88. D. O. Toginho Filho, I. F. L. Dias, E. Laureto, J. L. Duarte, S. A. Lourenço, L. C. Poças, S. S. Prabhu, and J. Klem. Quasi-donor-acceptor pair transitions in GaAsSb and AlGaAsSb on InP. J. Appl. Phys. 97, 123702 (2005)

89. Teiji Yamamoto, Makoto Kasu, SusumuNoda, and Akio Sasaki. Photoluminescent properties and optical absorption of AlAs/GaAs disordered superlattices. J. Appl. Phys. 68, 5318 (1990)