Фотолюминесценция эпитаксиальных слоев AlxGa1 − xP, выращенных методом жидкофазной эпитаксии - Бринкевич, Дмитрий Иванович; Оджаев, Владимир Борисович; Просолович, Владислав Савельевич; Янковский, Юрий Николаевич; Кенжаев, Зоир Тохир; Исмайлов, Байрамбай Канатбаевич (Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 2026)
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.
Keywords: соединения AlGaP; эпитаксиальные слои; фотолюминесценция; жидкофазная эпитаксия; редкоземельные элементы; акцепторные примеси