САМОСОГЛАСОВАННАЯ НЕОДНОРОДНОСТЬ КВАНТОВЫХ ЯМ ПОЛУПРОВОДНИКОВ A²B⁶
Мартовицкий В.П., Козловский В.И., Кузнецов П.И., Санников Д.А.

Поступила в редакцию: 7 Февраля 2007

PACS: 61.10.Nz, 68.55.Jk, 68.65.Hb, 78.67.De

DJVU (225.8K)

PDF (846.8K)

Для исследования квантовых ям (КЯ) шириной 5-8 нм, разделенных толстыми барьерными слоями 100-220 нм, разработана рентгенодифракционная методика с использованием слегка расходящегося пучка (3') и максимально достижимых углов дифракции вплоть до θ_B=77. Преимущество такой методики по сравнению с применением параллельного пучка заключается в повышении на два порядка интенсивности пучка, падающего на образец, и в увеличении вероятности дифракции всех КЯ как единого монокристалла. Обнаружено, что рост на подложках GaAs, разориентированных от плоскости (001) на угол 10 к направлению [111]_A, вызывает моноклинизацию кристаллических решеток слоев КЯ и барьерных слоев в противоположных направлениях. Наблюдается неоднородность состава по толщине каждой ямы. При росте структуры ZnSe/ZnMgSSe, у которой слои имеют период кристаллической решетки, близкий к периоду решетки подложки GaAs, КЯ неоднородно легируются элементами состава барьерных слоев. При росте рассогласованных слоев в структурах ZnCdSe/ZnSSe и ZnCdS/ZnSSe наблюдаемая неоднородность состава КЯ обусловлена тем, что несоответствие в параметрах решеток КЯ и барьеров стимулирует рост самосогласованных составов, понижая на начальных этапах роста концентрацию кадмия в КЯ Zn_1-xCd_xSe по сравнению с его концентрацией в потоке газов и повышая концентрацию цинка в КЯ Cd_1-xZn_xS при малых x до концентрации согласования с GaAs (x=0.4). Напряжения несоответствия частично релаксируются дислокациями с плоскостями скольжения (111)_A, в результате чего наблюдается сочетание поворота кристаллических плоскостей слоев и КЯ вокруг оси с почти цилиндрическим изгибом всего образца вокруг перпендикулярной оси [110]. Рассогласование параметра решетки барьерных слоев ZnMgSSe с подложкой вызывает распад этих слоев на две фазы, обусловленный термодинамической неустойчивостью твердого раствора.