Антимонид арсенида индия

Антимонид арсенида индия , также известный как арсенид антимонида индия или InAsSb ( In As _1-x Sb _x ), представляет собой тройное III-V полупроводниковое соединение . Его можно рассматривать как сплав арсенида индия (InAs) и антимонида индия (InSb). Сплав может содержать любое соотношение мышьяка и сурьмы. InAsSb обычно относится к любому составу сплава.

Подготовка

Пленки InAsSb были выращены методами молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ), металлоорганической газофазной эпитаксии (MOVPE) и жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ) на подложках из арсенида и антимонида галлия . Его часто включают в слоистые гетероструктуры с другими соединениями III-V.

Термодинамическая стабильность

Между 524 ° C и 942 ° C (точки плавления чистых InSb и InAs соответственно) InAsSb может существовать в двухфазном равновесии жидкость-твердое тело, в зависимости от температуры и среднего состава сплава. ^[1]^[2]

InAsSb обладает дополнительной щелью смешиваемости при температурах ниже примерно 503 °C. ^[2] Это означает, что промежуточные составы сплава ниже этой температуры термодинамически нестабильны и могут самопроизвольно разделиться на две фазы: одну богатую InAs и одну богатую InSb. Это ограничивает составы InAsSb, которые можно получить с помощью методов почти равновесного выращивания, таких как ЖФЭ, составами, находящимися за пределами зоны смешиваемости. ^[1] Однако составы InAsSb в пределах зоны смешивания можно получить с помощью неравновесных методов выращивания, таких как МЛЭ и МОС-гидридная эпиляция. Тщательно подбирая условия роста и поддерживая относительно низкие температуры во время и после роста, можно получить кинетически стабильные составы InAsSb в пределах зоны смешивания .

Электронные свойства

Запрещенная зона InAsSb в электронвольтах в зависимости от состава (x) и температуры ( K ). ^[1]

Запрещенная зона InAsSb в электронвольтах в зависимости от состава (x) при 300 К (комнатная температура, синяя линия) и 77 К ( температура жидкого азота , красная линия).

Ширина запрещенной зоны и постоянная решетки сплавов InAsSb находятся между таковыми у чистого InAs (a = 0,606 нм, E _g = 0,35 эВ ) и InSb (a = 0,648 нм, E _g = 0,17 эВ). ^[3] Во всех составах запрещенная зона прямая , как в InAs и InSb. Прямая запрещенная зона демонстрирует сильный изгиб, достигая минимума в зависимости от состава примерно при x = 0,62 при комнатной температуре и более низких температурах. Была предложена следующая эмпирическая зависимость прямой запрещенной зоны InAsSb в эВ в зависимости от состава (0 < x < 1) и температуры (в Кельвинах ): ^[1]

$E_{g}(x,T)=0.417-(1.28\cdot 10^{-4})T-(2.6\cdot 10^{-7})T^{2}-x(C+0.182+(10^{-9})T^{2})+x^{2}(C-(5.8\cdot 10^{-4})+(10^{-7})T^{2})$

Это уравнение изображено на рисунках с использованием предложенного параметра изгиба C = 0,75 эВ. Несколько иные зависимости были также предложены для E _g в зависимости от состава и температуры в зависимости от качества материала, деформации и плотности дефектов.

Приложения

Из-за своей небольшой запрещенной зоны InAsSb в течение последних нескольких десятилетий широко изучался, преимущественно для использования в средне- и длинноволновых инфракрасных фотодетекторах , которые работают при комнатной температуре и криогенных температурах. ^[1] InAsSb используется в качестве активного материала в некоторых коммерчески доступных инфракрасных фотодетекторах. В зависимости от гетероструктуры используемой и конфигурации детекторов детекторы на основе InAsSb могут работать на длинах волн примерно от 2 до 11 мкм.

См. также

Теллурид ртути-кадмия - тройное соединение II-VI с широко настраиваемой запрещенной зоной и используется в коммерческих средне- и длинноволновых инфракрасных фотодетекторах.
Антимонид арсенида алюминия - тройное соединение III-V, которое используется в качестве барьерного материала в некоторых фотодетекторах на основе InAsSb.

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Рогальский А., Мартынюк П., Копытко М., Мадейчик П., Кришна С. (2020). «Инфракрасные фотодетекторы на основе InAsSb: тридцать лет спустя» . Датчики . 20 (24): 7047. Бибкод : 2020Senso..20.7047R . дои : 10.3390/s20247047 . ПМЦ 7763214 . ПМИД 33317004 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Исида К., Номура Т., Токунага Х., Отани Х., Нисидзава Т. (1989). «Пробелы в смешиваемости в системах GaP-InP, GaP-GaSb, InP-InSn и InAs-InSb». Журнал менее распространенных металлов . 155 (2): 193–206. дои : 10.1016/0022-5088(89)90228-2 .
^ Вургафтман И., Мейер-младший, Рам-Мохан Л.Р. (2001). «Зонные параметры соединений полупроводников III–V и их сплавов». Журнал прикладной физики . 89 (11): 5815–5875. Бибкод : 2001JAP....89.5815V . дои : 10.1063/1.1368156 .

Внешние ссылки

Свойства InAsSb

[Rogalski2020-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Рогальский А., Мартынюк П., Копытко М., Мадейчик П., Кришна С. (2020). «Инфракрасные фотодетекторы на основе InAsSb: тридцать лет спустя» . Датчики . 20 (24): 7047. Бибкод : 2020Senso..20.7047R . дои : 10.3390/s20247047 . ПМЦ 7763214 . ПМИД 33317004 .

[Ishida1989-2] Перейти обратно: ^а ^б Исида К., Номура Т., Токунага Х., Отани Х., Нисидзава Т. (1989). «Пробелы в смешиваемости в системах GaP-InP, GaP-GaSb, InP-InSn и InAs-InSb». Журнал менее распространенных металлов . 155 (2): 193–206. дои : 10.1016/0022-5088(89)90228-2 .

[VMR-3] Вургафтман И., Мейер-младший, Рам-Мохан Л.Р. (2001). «Зонные параметры соединений полупроводников III–V и их сплавов». Журнал прикладной физики . 89 (11): 5815–5875. Бибкод : 2001JAP....89.5815V . дои : 10.1063/1.1368156 .

[1]

[2]

[3]