A III. Csoportú fém-halkogenidek molekuláris nyaláb-epitaxiája GaAs (001) szubsztrátokon

A sztöchiometriai feltételeknek megfelelő PSe/PGa (BEP) arány számított függései a GaSe növekedési felületen különböző TS-eknél, különböző színekkel jelölve (TS = 350 ° C, narancssárga; TS = 400 ° C, kék; TS = 450 ° C, piros és TS = 500 ° C, fekete). Lee és mtsai. [30] kitöltött háromszögek mutatják, amelyek csúcsa felfelé mutat (TSe (cr) = 950 ° C). A PSe/PGa (BEP) fluxusarány adatait, amelyek megfelelnek a GaSe rétegek növekedésének majdnem sztöchiometriai körülményeinek standard Ga és Se sejtek alkalmazásával, kitöltött háromszögek mutatják, a csúcs lefelé mutat. A TS = 400 és 500 ° C-on növesztett GaSe rétegek PSe/PGa (BEP) fluxusarányára vonatkozó adatainkat kék, illetve fekete körök mutatják. A GaSe rétegeket Ga cseppekkel és anélkül a növekedési felületen üreges és kitöltött körök jelzik.

Az epi-kész GaAs (001) szubsztrátokon növesztett GaSe rétegek SEM képei a TS-nél

400 ° C. A Se/Ga (BEP) fluxusarányok és növekedési arányok a következők voltak: (a) Se/Ga (BEP)

42, rGaSe ≈ 1,13 nm/perc, # GS2 minta; b) Se/Ga (BEP)

34, rGaSe ≈ 1,3 nm/perc, # GS1; c) Se/Ga (BEP)

12–13, rGaSe ≈ 5 nm/perc, # GS5. A szerkezetek vastagsága 200–300 nm között mozgott. Abban az esetben, ha standard Ga és Se szeleprepedő cellát használunk TSe (cr) = 500 ° C-val molekuláris sugárforrásként, a TS = 400 ° C-on a sztöchiometrikus Se/Ga arány megfelel a PSe/PGa (BEP) értéknek

a) A GaAs (001) szubsztráton növesztett GaSe réteg keresztmetszetű TEM képe TS-n

34.) (minta GS1); (b) a GaSe/GaAs (001) heterointerfész nagy felbontású TEM (HRTEM) képe ugyanarra a rétegre.

Keresztmetszetű SEM (a) és HRTEM (b) GaSe réteg képei GaAs (001) szubsztráton TS

A GaAs (001) szubsztrátokon növesztett GaSe-rétegek röntgendiffrakciós mintázata. Gyenge további csúcs a szögtartományban

Az erős Se-gazdag körülmények között, TS = 400 ° C-on (1. és 2. görbe) növesztett rétegek 2 the tengelye mentén, az XRD minták mentén (1. és 2. görbe) a Ga2Se3 fázis zárványainak tulajdonítható. Az 1–5 görbék megfelelnek a # GS2, # GS1, # GS5, # GS4 és # GS3 mintának.

A HQ Graphene által előállított ε-GaSe réteg Raman-spektruma (1. görbe). GaAs (001) szubsztrátokon TS-n tenyésztett GaSe-rétegek Raman-spektrumai

400 ° C (2. és 3. görbe, # GS1 és # GS8 minta), TS-nél

500 ° C-on (5. görbe, # GS7. Minta), és kétlépcsős növekedési módot használva (4. görbe, # GS3. Minta). Az összes spektrumot az A1 fononvonal intenzitására normalizáltuk (132 cm −1).

a) TS = 400 ° C-on növesztett GaSe-réteg μ-PL-spektrumai a hőmérséklet függvényében (# GS1. minta). A mintán a lézer teljesítménysűrűsége 1 W/cm 2 alatt volt. (b) TS = 500 ° C-on növesztett GaSe-réteg PL-spektruma (GS7. minta).

TS = 450 ° C-on, majdnem sztöchiometrikus növekedési körülmények között növesztett InSe/GaAs (001) film (IS1 minta) SEM képei (a) és keresztmetszet (b).

Az InSe/GaAs (001) réteg röntgendiffrakciós mintázata (minta IS1). Az InSe-nek megfelelő reflexiókat piros körök jelzik, míg az In4Se3 fázisnak tulajdonítható reflexiókat fekete körök jelölik. Az InSe reflexiókat a γ-InSe romboéderrácsra indexelik.

Az InSe/GaAs (001) réteg (IS1 minta) Raman-spektruma 300 K (vörös görbe) és 80 K (kék görbe) hőmérsékleten mérve. A fonon módok szimmetrikus sebességét a [87] szerint adjuk meg.

Az InSe/GaAs (001) réteg (IS1 minta) közeli rezonancia Raman-spektruma 300 K (λexc = 514.5 nm, piros görbe) és 80 K (λexc = 488 nm, kék görbe) hőmérsékleten, a kikapcsolt állapot mellett mérve -rezonancia Ugyanazon réteg Raman-spektruma 300 K-on mérve (λexc = 532 nm, zöld görbe). A spektrumokat az A1 (115 cm -1) fononvonal intenzitására normalizáljuk.

Az InSe/GaAs (001) réteg (IS1 minta) fotolumineszcencia spektruma alacsony, 0,5 W/cm2 gerjesztési teljesítmény mellett, különböző hőmérsékleteken mért logaritmikus (a) és lineáris (b) skálán. A görbék színei megfelelnek a (b) pontban bemutatott jelmagyarázatnak. A P1, P2, P3 és P4 csúcsok megegyeznek az S6 ábrán bemutatottakkal. A szaggatott vonalak csak a szemekre vonatkoznak, és megfelelnek az adott csúcsmaximum hőmérséklet-eltolódásának.

Az InSe/GaSe/GaAs (001) szerkezet Raman-spektruma (felső görbéje), az InSe/GaAs (001) (IS1 minta, középső görbe) és γ-GaSe/GaAs (001) (minta) Raman-spektrumaival együtt # GS1, alsó görbe) rétegek (T = 300 K). A spektrumokat az A1 (115 cm -1) fononvonal intenzitására normalizáljuk.

a) A ZnSe/InSe/ZnSe QW szerkezet keresztmetszetű HRTEM képe az InSe névleges vastagságával

7 TL; (b) különböző InSe névleges vastagságú ZnSe/InSe/ZnSe QW szerkezetek PL spektrumai; (c) a lumineszcencia időbeli felbontású mérése ZnSe/InSe/ZnSe QW szerkezetekben T = 77 K hőmérsékleten. A mintákat a CUBE lézer (Koherens) 405 nm-es sugárzása gerjesztette 45 ps időtartamú impulzusokkal, ismétlődési sebességgel: 1 MHz.

A GaAs (001) szubsztrátokon különböző szubsztrát-hőmérsékleten növesztett GaTe-rétegek tervnézeti SEM képei: (a) minta GT1, TS ≈ 450 ° C; b) minta GT2, TS ≈ 530 ° C. A betétek a megfelelő struktúrák keresztmetszetű SEM képeit mutatják.

Az RHEED minták alakulása az [1 ¯ 1 ¯ 20] irány mentén alacsony TS ≈ 450 ° C-on növesztett GaTe/GaAs (001) epilayerek MBE-jében (minta GT1): (a) a

4 nm; b) a rétegvastagság

9 nm; (c) a # GT2 minta RHEED mintázata, amelyet TS ~ 530 ° C-on növesztettek (a rétegvastagság

A GaTe/GaAs (001) # GT2 réteg PL spektrumai különböző vákuumban történő tárolási idő után (három héten belül) mértek. A PL intenzitást a PL csúcsra normalizáljuk 1,45 eV energiával.

a) a TS ~ 530 ° C-on növesztett GaTe-réteg röntgendiffrakciós mintázata (# GT2); (b) a GaSe/GaTe/GaSe heteroszerkezet keresztmetszetű TEM képe.

Absztrakt

Az InSe/GaSe heteroszerkezetek Raman-adatai igazolták a 450 ° C-ot. A GaSe/GaTe kvantumkút-szerkezetek előállításának eredményeit is bemutatjuk, bár az optimális növekedési hőmérsékletek megválasztása az optikailag aktívvá tételhez még mindig kihívást jelent. Teljes szöveg megtekintése