Фотолюминесценция эпитаксиальных слоев AlxGa1 − xP, выращенных методом жидкофазной эпитаксии

Авторы

  • Дмитрий Иванович Бринкевич Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Владимир Борисович Оджаев Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Владислав Савельевич Просолович Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Юрий Николаевич Янковский Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Зоир Тохир Кенжаев Ташкентский государственный технический университет им. Ислама Каримова, ул. Университетская, 2, 100095, г. Ташкент, Узбекистан
  • Байрамбай Канатбаевич Исмайлов Ташкентский государственный технический университет им. Ислама Каримова, ул. Университетская, 2, 100095, г. Ташкент, Узбекистан

Ключевые слова:

соединения AlGaP, эпитаксиальные слои, фотолюминесценция, жидкофазная эпитаксия, редкоземельные элементы, акцепторные примеси
Поддерживающие организации
Работа выполнена в рамках государственной программы научных исследований «Фотоника и электроника для инноваций» (подпрограмма «Микро- и наноэлектроника», задание 3.11.3). Авторы признательны Н. А. Соболеву за помощь в измерении спектров фотолюминесценции и обсуждение экспериментальных результатов.

Аннотация

Исследованы эпитаксиальные слои AlxGa1 − xP (х = 0,06 – 0,61), выращенные на подложках GaP путем кристаллизации из расплавов-растворов на основе индия в интервале температур 975 – 950 °С. Толщина слоев варьировалась в диапазоне 3 –19 мкм. Элементный анализ проводился с помощью локального рентгеновского зондового микроанализа. Измерение спектров фотолюминесценции при температуре 4,2 К дало следующие результаты. В диапазоне 2,0 –2,4 эВ во всех спектрах исследованных образцов AlxGa1 − xP наблюдался ряд полос. В случае увеличения концентрации алюминия они смещались в область высоких энергий. При содержании в расплаве-растворе алюминия в количестве 0,16 мас. % наиболее интенсивная полоса имела максимум в области 549 нм, что соответствует зеленому цвету излучения. Вероятно, эти полосы были вызваны рекомбинацией донорно-акцепторных пар. Легирование эпитаксиальных слоев цинком и магнием осуществлялось диффузионным путем. В эпитаксиальных слоях AlGaP были обнаружены микрочастицы GaP размером до 4 мкм. Показана возможность легирования эпитаксиальных слоев AlGaP азотом путем добавления в расплав P3N5. Сделан вывод о том, что легирование эпитаксиальных слоев AlxGa1 − xP азотом и серой происходит путем автодиффузии этих примесей с подложки ввиду их присутствия в частицах GaP. Легирование эпитаксиальных слоев AlGaP редкоземельным элементом гадолинием путем его введения в расплав-раствор, а также легирование этих эпитаксиальных слоев цинком посредством диффузии не привели к какому-либо изменению спектров фотолюминесценции в диапазоне 2,0 –2,4 эВ. В эпитаксиальных слоях AlGaP, легированных магнием путем диффузии, наблюдалась широкая полоса с максимумом вблизи 1,99 эВ. Установлено, что заметное загрязнение эпитаксиальных слоев AlxGa1 − xP кислородом при жидкофазной эпитаксии отсутствует. Проанализированы изменения фотолюминесценции, которые вызваны излучательной рекомбинацией на глубоких дефектах и примесях, внесенных в слои при различных обработках.

Биографии авторов

  • Дмитрий Иванович Бринкевич, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

    кандидат физико-математических наук; ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории спектроскопии полупроводников кафедры физики полупроводников и наноэлектроники физического факультета

  • Владимир Борисович Оджаев, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

    доктор физико-математических наук, профессор; заведующий кафедрой физики полупроводников и наноэлектроники физического факультета

  • Владислав Савельевич Просолович, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

    кандидат физико-математических наук, доцент; заведующий научно-исследовательской лабораторией спектроскопии полупроводников кафедры физики полупроводников и наноэлектроники физического факультета

  • Юрий Николаевич Янковский, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

    кандидат физико-математических наук; ведущий научный сотрудник научно-исследовательской спектроскопии полупроводников кафедры физики полупроводников и наноэлектроники физического факультета

  • Зоир Тохир Кенжаев, Ташкентский государственный технический университет им. Ислама Каримова, ул. Университетская, 2, 100095, г. Ташкент, Узбекистан

    кандидат физико-математических наук; доцент кафедры цифровой электроники и микроэлектроники факультета электроники и автоматики

  • Байрамбай Канатбаевич Исмайлов, Ташкентский государственный технический университет им. Ислама Каримова, ул. Университетская, 2, 100095, г. Ташкент, Узбекистан

    кандидат физико-математических наук; доцент кафедры цифровой электроники и микроэлектроники факультета электроники и автоматики

Библиографические ссылки

  1. Sizov D, Bhat R, Zah C-E. Gallium indium nitride-based green lasers. Journal of Lightwave Technology. 2012;30(5):679–699. DOI: 10.1109/JLT.2011.2176918.
  2. Robert C, Nguyen Thanh T, Létoublon A, Perrin M, Cornet C, Levallois C, et al. Structural and optical properties of AlGaP confinement layers and InGaAs quantum dot light emitters onto GaP substrate: towards photonics on silicon applications. Thin Solid Films. 2013;541:87–91. DOI: 10.1016/j.tsf.2012.10.134.
  3. Choi SG, Woo DH, Kim SH, Oh MS, Kim Y-S, Yoo SD, et al. Optical properties of AlGaP alloys grown by gas source molecular beam epitaxy. In: American Physical Society. Proceedings of the annual March meeting; 2000 March 20–24; Minneapolis, USA. Minneapolis: American Physical Society; 2000. p. 92.
  4. Tremblay R, Burin J-P, Rohel T, Gauthier J-P, Almosni S, Quinci T, et al. MBE growth and doping of AlGaP. Journal of Crystal Growth. 2017;466:6–15. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2017.02.011.
  5. Mauk MG. Liquid-phase epitaxy. In: Kuech TF, editor. Handbook of crystal growth. Volume 3, Thin films and epitaxy: basic techniques, and materials, processes, and technology. 2nd edition. Amsterdam: Elsevier; 2015. p. 225–316. DOI: 10.1016/B978-0-444-63304-0.00006-8.
  6. Brinkevich DI, Vabishchevich NV, Prosolovich VS. Micromechanical properties of GaP epilayers. Inorganic Materials. 2012;48(8):768–772. DOI: 10.1134/S0020168512070047.
  7. Бринкевич ДИ, Вабищевич СА, Просолович ВС, Янковский ЮН. Редкоземельные элементы в монокристаллическом кремнии. Новополоцк: Полоцкий государственный университет; 2003. 204 с.
  8. Brinkevich DI, Prasalovich US, Yankovski YuN, Kenzhaev ZT, Ismaylov BK. Photoluminescence of GaP epitaxial layers obtained from indium-based melts. Journal of the Belarusian State University. Physics. 2024;2:108–114. EDN: VTISRJ.
  9. Brinkevich DI, Sobolev NA, Petrov VV, Vabishchevich SA. Epitaxial layers GaP doped by rare-earth elements. In: Belarusian State University. Proceedings of the Fourth seminar non-linear phenomena in complex systems; 1995 February 6–9; Minsk, Belarus. Minsk: Belarusian State University; 1995. p. 388–390.
  10. Brinkevich DI, Samonov SM, Sobolev NA. Structure and doping of LPE AlGaP layers. In: Wagendristel A, editor. Proceedings of the 9th International conference on thin films; 1993 September 6–10; Vienna, Austria. Vienna: Institute for Applied Physics; 1993. 179 p.
  11. Dishman JM, Daly DF, Knox WP. Deep hole traps in n‐type liquid encapsulated Czochralski GaP. Journal of Applied Physics. 1972;43:4693–4705. DOI: 10.1063/1.1660991.
  12. Bhargava RN, Michel C, Lupatkin WL, Bronnes RL, Kurtz SK. Mg – O complexes in GaP – a yellow diode. Applied Physics ALetters. 1972;20(6):227–229.

Загрузки

Опубликован

2026-01-14

Выпуск

№ 3 (2025): Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Раздел

Физика конденсированного состояния

Лицензия

Copyright (c) 2026 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).

Как цитировать

(1)
Бринкевич, Д. И.; Оджаев, В. Б.; Просолович, В. С.; Янковский, Ю. Н.; Кенжаев, З. Т.; Исмайлов, Б. К. Фотолюминесценция эпитаксиальных слоев AlxGa1 − XP, выращенных методом жидкофазной эпитаксии. Журнал Белорусского государственного университета. Физика 2026, вып. 3, 33-39. https://doi.org/10.33581/2520-2243-2025-3-%p.
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC