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

А. Д. Максимов; Максимов А. Д.; Ю. И. Тарасов; Тарасов Ю. И.; Н. А. Санжаровский; Санжаровский Н. А.; К. А. Чусовская; Чусовская К. А.

doi:10.31857/S0002337X24060018

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

作者: Максимов А.Д.¹, Тарасов Ю.И.¹, Санжаровский Н.А.¹, Чусовская К.А.¹
隶属关系:
1. МИРЭА – Российский технологический университет
期: 卷 60, 编号 6 (2024)
页面: 661-666
栏目: Articles
URL: https://journal-vniispk.ru/0002-337X/article/view/279294
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X24060018
EDN: https://elibrary.ru/MSWYXD
ID: 279294

如何引用文章

全文:

开放存取

##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问

订阅存取

详细
全文:
作者简介
参考
补充文件
统计

详细

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 × 10¹⁸см⁻³. Установлено, что рост концентрации дырок приводит к уширению пика продольных колебаний. При увеличении степени разупорядоченности наблюдалось снижение относительной интенсивности поперечной моды.

关键词

рамановская спектроскопия, арсенид галлия, дефекты, плазмоны, комбинационное рассеяние света

全文:

作者简介

А. Максимов

МИРЭА – Российский технологический университет

编辑信件的主要联系方式.
Email: maksimov_a@mirea.ru
俄罗斯联邦, пр. Вернадского, 78, Москва, 119454

Ю. Тарасов

МИРЭА – Российский технологический университет

Email: maksimov_a@mirea.ru
俄罗斯联邦, пр. Вернадского, 78, Москва, 119454

Н. Санжаровский

МИРЭА – Российский технологический университет

Email: maksimov_a@mirea.ru
俄罗斯联邦, пр. Вернадского, 78, Москва, 119454

К. Чусовская

МИРЭА – Российский технологический университет

Email: maksimov_a@mirea.ru
俄罗斯联邦, пр. Вернадского, 78, Москва, 119454

参考

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
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
Smith E., Dent G. Modern Raman Spectroscopy: A Practical Approach. 2nd Ed. N.Y.:Wiley, 2019.
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
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
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
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.
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
Yu P., Cardona M. Fundamentals of Semiconductors Physics and Materials Properties. Berlin, Heidelberg: Springer, 2010.
Böer K.W., Pohl U.W. Properties and Growth of Semiconductors // Semiconductor Physics. Cham: Springer, 2014.
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
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
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
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
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

补充文件

附件文件

动作

1. JATS XML

下载

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).

下载 (30KB)

索引源数据

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.

下载 (27KB)

索引源数据

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.