Формирование эпитаксиальных пленок InSb на полуизолирующем GaAs(100) методом взрывного термического испарения: их структура и электрические свойства

Авторы

  • Евгения Александровна Колесникова Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0003-4920-2255
  • Владимир Васильевич Углов Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0001-8552-5540
  • Андрей Константинович Кулешов Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0002-1181-7361
  • Дмитрий Петрович Русальский Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0003-1638-0899

Ключевые слова:

антимонид индия, пленка, подложка, вакуумное осаждение, структура, электрические свойства

Аннотация

Исследованы фазовый состав, кристаллическое совершенство и электрические свойства пленок антимонида индия (InSb), обусловленные температурой их осаждения на подложки полуизолирующего GaAs(100). Методом взрывного термического осаждения порошка InSb на подложки полуизолирующего GaAs(100) в интервале температур 375–460 °С были сформированы тонкие пленки InSb различной степени кристаллического совершенства. Рентгеноструктурным анализом установлено, что пленки InSb являются гетероэпитаксиальными. Показано, что увеличение температуры осаждения от 375 до 460 °С приводит к изменению шероховатости (Ra) поверхности пленок от 3,4 до 19,1 нм. Чувствительность электродвижущей силы Холла к магнитному полю пленок InSb меняется в диапазоне 500–1500 мВ/Тл. Концентрация электронов (n) и их подвижность (μ) колеблются в интервале 2 ⋅ 1016 – 6 ⋅ 1016 см–3 и 10 ⋅ 103 – 21 ⋅ 103 см2/(B ⋅ c). Сформированные на подложке полуизолирующего GaAs(100) пленки InSb представляют практический интерес для изготовления высокочувствительных миниатюрных преобразователей Холла.

Биографии авторов

  • Евгения Александровна Колесникова, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

    стажер младшего научного сотрудника научно-исследовательской лаборатории физики ионно-плазменной модификации твердых тел кафедры физики твердого тела физического факультета

  • Владимир Васильевич Углов, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

    доктор физико-математических наук, профессор; заведующий кафедрой физики твердого тела физического факультета

  • Андрей Константинович Кулешов, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

    кандидат физико-математических наук; заведующий научно-исследовательской лабораторией физики ионно-плазменной модификации твердых тел кафедры физики твердого тела физического факультета

  • Дмитрий Петрович Русальский, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

    кандидат физико-математических наук; ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории физики ионно-плазменной модификации твердых тел кафедры физики твердого тела физического факультета

Библиографические ссылки

  1. Hass G, Thun RE, editors. Advances in research and development. New York: Academic Press; 1969. [341 p.]. Moscow: Mir; 1972. p. 140–244 (Physics in thin films; volume 5). Russian edition: Khass G, Tun RE, editors. Sovremennoe sostoyanie issledovanii i tekhnicheskie primeneniya. Moscow: Mir; 1972. 334 p. (Fizika tonkikh plenok; tom 5).
  2. Bolvanovich EI. Poluprovodnikovye plenki i miniatyurnye izmeritel’nye preobrazovateli [Semiconductor films and miniature measuring transducers]. Minsk: Nauka i tekhnika; 1981. 214 p. Russian.
  3. Villardson R, Gering Kh, editors. Poluprovodnikovye soedineniya AIIIB V [Semiconductor compounds AIII BV]. Vigdorovich VN, Nashel’skii AYa, translators. Moscow: Metallurgiya; 1967. 727 p. Russian.
  4. Chang LL, Ploog K, editors. Molecular beam epitaxy and heterostructures. Dordrecht: Springer; 1985. 728 p. Russian edition: Dzhois BA, Khekingbottom R, Menkh U. Molekulyarno-luchevaya epitaksiya i geterostruktury. Cheng L, Plog K, Alferov ZhI, Shmartsev YuV, editors; Alferov ZhI, Shmartsev YuV, translators. Moscow: Mir; 1989. 582 p.
  5. Zhang T, Clowes SK, Debnath M, Bennett A, Roberts C, Harris JJ, et al. High-mobility thin InSb films grown by molecular beam epitaxy. Applied Physics Letters. 2004;84(22):4463–4465. DOI: 10.1063/1.1748850.
  6. Gulyaev AM, Shitnikov AS. Effect of an excess of components on the electrical properties of indium antimonide films. Fizika i tekhnika poluprovodnikov. 2015;2(49):214–218. Russian.
  7. Ivanov A, Smirnov B. Electron beam deposition: technology and equipment. Nanoindustriya. 2012;6:28–34. Russian.
  8. Tripathi RRSN, Kumar AV, Vishwakarma SR. Electrical characterization of electron beam evaporated indium antimonide thin films. Archives of Physics Research. 2011;2(2):100–106.
  9. Vishwakarma SR, Kumar A, Tripathi RSN, Das R, Das S. Fabrication and characterization of n-InSb thin film of different thickness. Indian Journal of Pure & Applied Physics. 2013;51:260–266.
  10. Taher A. Effect of substrate temperature on the properties of vacuum evaporated thin InSb films. Daffodil International University Journal of Science and Technology. 2018;13(1):39–43.
  11. Maissel LI, Glang R. Handbook of thin film technology. New York: McGraw-Hill; 1970. 800 p.
  12. Kuchis EV. Metody issledovaniya effekta Kholla [Methods of investigating the Hall effect]. Moscow: Sovetskoe radio; 1974. 328 p. Russian.
  13. Kobus A, Tushinskii Ya. Hall devices and magnetic resistors. Moscow: Energiya; 1971. 352 p. Russian.
  14. Kas’yan VA, Ketrush PI, Nikol’skii YuA, Pasechnik FI. Tonkie plenki antimonida indiya: poluchenie, svoistva, primenenie [Indium antimonide thin films: preparation, properties, application]. Syrbu NN, editor. Kishinev: Shtiinca; 1989. 161 p. Russian.
  15. Baranochnikov ML. Mikromagnitoelektronika. Tom 2 [Micromagnetoelectronics. Tom 2]. Moscow: DMK Press; 2002. 681 p. Russian.

Загрузки

Дополнительные файлы

Опубликован

2021-10-20

Выпуск

№ 3 (2021): Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Раздел

Физика конденсированного состояния

Лицензия

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)
Колесникова, Е. А.; Углов, В. В.; Кулешов, А. К.; Русальский, Д. П. Формирование эпитаксиальных пленок InSb на полуизолирующем GaAs(100) методом взрывного термического испарения: их структура и электрические свойства. Журнал Белорусского государственного университета. Физика 2021, вып. 3, 20-25. https://doi.org/10.33581/2520-2243-2021-3-20-25.
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC