Диффузионное размытие квантовых ям GaAs, выращенных при низкой температуре

Abstract

Методом фотолюминесцентной спектроскопии исследованы процессы диффузионного размытия периодической системы квантовых ям GaAs, разделенных барьерами AlGaAs, выращенной методом молекулярнолучевой эпитаксии при низкой температуре (200 • C) и дополнительно легированной изовалентными примесями Sb и P. Отжиг при температуре 750 • C в течение 30 мин после роста приводил к увеличению энергии пика фотолюминесценции экситонного состояния e1−hh1 в квантовых ямах вследствие размытия эпитаксиальных интерфейсов GaAs/AlGaAs, вызванных усиленной взаимодиффузией атомов Al−Ga по катионной подрешетке. Для профиля концентрации Al в квантовых ямах, определяемого линейной диффузией, было решено уравнение Шредингера для электронов и дырок. Оказалось, что экспериментально наблюдаемое энергетическое положение пика фотолюминесценции соответствует длине взаимной диффузии Al−Ga 3.4 нм и эффективному коэффициенту диффузии 6.3 • 10 −17 см 2 /c для температуры 750 • C. Полученное значение оказалось близким к значению для квантовых ям GaAs, выращенных при низкой температуре без дополнительного легирования примесями Sb и P. Полученные результаты позволяют сделать вывод о незначительном влиянии усиленной взаимодиффузии As−Sb и As−P в анионной подрешетке на процессы взаимодиффузии Al−Ga по катионной подрешетке.