Исследование влияния концентрации носителей заряда и дефектов структуры на спектры комбинационного рассеяния в монокристаллах GaAs, полученных методом Чохральского

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Исследованы спектры комбинационного рассеяния света, полученные на кристаллическом арсениде галлия, выращенном методом Чохральского. Обнаружено, что частота связанной колебательной плазмон-фононной моды с ростом концентрации электронов n возрастает и приближается к частоте моды поперечных колебаний при n~3 × 1018 см−3. Установлено, что рост концентрации дырок приводит к уширению пика продольных колебаний. При увеличении степени разупорядоченности наблюдалось снижение относительной интенсивности поперечной моды.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

А. Максимов

МИРЭА – Российский технологический университет

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: maksimov_a@mirea.ru
Ресей, пр. Вернадского, 78, Москва, 119454

Ю. Тарасов

МИРЭА – Российский технологический университет

Email: maksimov_a@mirea.ru
Ресей, пр. Вернадского, 78, Москва, 119454

Н. Санжаровский

МИРЭА – Российский технологический университет

Email: maksimov_a@mirea.ru
Ресей, пр. Вернадского, 78, Москва, 119454

К. Чусовская

МИРЭА – Российский технологический университет

Email: maksimov_a@mirea.ru
Ресей, пр. Вернадского, 78, Москва, 119454

Әдебиет тізімі

  1. Nguyen P. T., Dinh N. T., Ho K. H. Effects of Electric Field and Device Size on the Electron Velocity in p-i-n GaAs Semiconductor // Phys. Lett. A. 2023. V. 490. P. 129174. https://doi.org/10.1016/j.physleta.2023.129174
  2. Lackner D., Urban T., Lang R., Pellegrino C., Ohlmann J., Dudek V. Ultrafast GaAs MOVPE Growth for Power Electronics // J. Cryst. Growth. 2023. V. 613. P. 127201. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2023.127201
  3. Smith E., Dent G. Modern Raman Spectroscopy: A Practical Approach. 2nd Ed. N.Y.:Wiley, 2019.
  4. Desnica U.V., Wagner J., Haynes T.E., Holland O.W. Raman and Ion Channeling Analysis of Damage in Ion‐Implanted GaAs: Dependence on Ion Dose and Dose Rate // J. Appl. Phys. 1992. V. 71. № 6. P. 2591–2595. https://doi.org/10.1063/1.351077
  5. De Biasio M. et al. Raman Spectroscopy for Thermal Characterization of Semiconductor Devices // Next-Generation Spectroscopic Technologies XV. 2023. V. 12516. P. 212–218. https://doi.org/10.1117/12.2682223
  6. Burns G., Dacol F.H., Wie C.R., Bursteint E., Cardona M. Phonon Shifts in Ion Bombarded GaAs: Raman Measurements // Solid State Commun. 1987. V. 62. № 7. P. 449–454. https://doi.org/10.1016/0038-1098(87)91096-9
  7. Brodsky M. H. Raman Scattering in Amorphous Semiconductors // Light Scattering in Solids I. Topics in Applied Physics/Ed. Cardona M. V. 8. Berlin, Heidelberg: Springer, 1983.
  8. Olson C. G., Lynch D. W. Longitudinal-Optical-Phonon-Plasmon Coupling in GaAs // Phys. Rev. 1969. V. 177. № 3. P. 1231. https://doi.org/10.1103/PhysRev.177.1231
  9. Yu P., Cardona M. Fundamentals of Semiconductors Physics and Materials Properties. Berlin, Heidelberg: Springer, 2010.
  10. Böer K.W., Pohl U.W. Properties and Growth of Semiconductors // Semiconductor Physics. Cham: Springer, 2014.
  11. Adachi S. GaAs, AlAs, and Al x Ga 1-x As: Material Parameters for Use in Research and Device Applications // J. Appl. Phys. 1985. V. 58. № 3. P. 1–29. https://doi.org/10.1063/1.336070
  12. Dobal P. S., Bist H. D., Mehta S. K., Jain R. K. Inho-mogeneities in MBE-Grown GaAs/ Al x Ga 1-x As: A Micro-Raman Study // Semicond. Sci. Technol. 1996. V. 11. № 3. P. 315–322. https://doi.org/10.1088/0268-1242/11/3/008
  13. Steele J. A., Lewis R. A., Henini M., Lemine O. M., Fan D., Mazur Yu. I., Dorogan V. G., Grant P. C., Yu S.-Q., Salamo G. J. Raman Scattering Reveals Strong LO-phonon-hole-plasmon Coupling in Nominally Undoped GaAsBi: Optical Determination of Carrier Concentration // Opt. Express. 2014. V. 22. P. 11680–11689. https://doi.org/10.1364/OE.22.011680
  14. Takeuchi H., Sumioka T., Nakayama M. Longitudinal Optical Phonon-Plasmon Coupled Mode in Undoped GaAs/n-Type GaAs Epitaxial Structures Observed by Raman Scattering and Terahertz Time-Domain Spectroscopic Measurements: Difference in Observed Modes and Initial Polarization Effects // IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2017. V. 7. № 2. P. 124–130. https://doi.org/10.1109/TTHZ.2017.2650220
  15. Duan J., Wang C., Vines L., Rebohle L., Helm M., Zeng Y., Zhou S., Prucna S. Increased Dephasing Length in Heavily Doped GaAs // New J. Phys. 2021. V. 23. P. 083034. https://doi.org/10.1088/1367-2630/ac1a98

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Raman spectra of GaAs samples with different electron concentrations: solid vertical lines show the positions of the peaks of the TO and LO modes measured on the reference sample of undoped GaAs; dotted lines show the shifts of the maximum of the coupled plasmon-phonon ω− (left) and LO modes (right).

Жүктеу (30KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Dependences of the frequencies of the plasmon mode ωp and plasmon-phonon modes ω− and ω+ on the concentration of charge carriers.

Жүктеу (27KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Micrographs of the surface of a GaAs sample (locations of Raman spectra recordings are marked): a – polycrystalline region, b – lamella center, c – dislocation cluster, d – low-angle boundary, d – edge of low-angle boundary, e – dislocation.

Жүктеу (31KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Raman spectra of GaAs samples obtained at points with different types of defects on the surface (see Fig. 3).

Жүктеу (43KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Raman spectra of p-GaAs samples.

Жүктеу (38KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024