Вышедшие номера
Формирование планарных структур с InGaN-слоями для источников света красного диапазона длин волн
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Госзадание, FFUF-2024-0019
Лобанов Д.Н. 1, Калинников М.А.1, Кудрявцев К.Е.1, Андреев Б.А.1, Юнин П.А.1, Новиков А.В.1, Скороходов Е.В.1, Красильник З.Ф.1,2
1Институт физики микроструктур Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия
2Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
Email: dima@ipmras.ru, kalinnikov@ipmras.ru, konstantin@ipmras.ru, boris@ipmras.ru, yunin@ipmras.ru, anov@ipmras.ru, evgeny@ipmras.ru, zfk@ipmras.ru
Поступила в редакцию: 9 июля 2025 г.
В окончательной редакции: 1 октября 2025 г.
Принята к печати: 16 октября 2025 г.
Выставление онлайн: 1 декабря 2025 г.

По сравнению со структурами InGaN для хорошо освоенного сине-зеленого диапазона формирование слоев InGaN, эффективно излучающих и фоточувствительных в красном и инфракрасном диапазонах длин волн, является трудной задачей для существующих ростовых технологий. Понижение температуры роста является основным способом повысить содержание In в растворе InGaN, однако это может приводить к деградации кристаллического качества и излучательных свойств получаемых слоев. В методе молекулярно-пучковой эпитаксии с плазменной активацией (МПЭ ПА) на ростовые процессы, кроме температуры, можно существенно влиять с помощью изменения стехиометрических соотношений разных компонент InGaN. В данной работе исследовано влияние температуры роста, соотношения потоков элементов III и V групп на особенности формирования планарных структур со слоями InGaN, их структурное совершенство и морфологию поверхности. Обнаружено, что в условиях роста, близких к стехиометричным, понижение температуры роста до 575 oC позволяет повысить эффективность встраивания In и увеличить его содержание в InGaN до 39 %. Однако при этом в слоях InGaN существенно увеличиваются флуктуации состава, растет шероховатость поверхности и плотность прорастающих дислокаций. Продемонстрировано, что при высоких температурах роста ~605 oC увеличение потока In, компенсирующего его десорбцию с поверхности роста, позволяет получить однородный слой InGaN с содержанием In до ~33.5 % и гладкой морфологией поверхности. Ключевые слова: нитрид индия и галлия, молекулярно-пучковая эпитаксия, красный диапазон длин волн.
  1. R. Kour, S. Arya, S. Verma, A. Singh, P. Mahajan, A. Khosla. ECS J. Solid State Sci. Technol., 9, 015011 (2020). DOI: 10.1149/2.0292001JSS
  2. Z.C. Feng. Handbook of Solid-State Lighting and LEDs (Boca Raton, FL, CRC Press, Taylor \& Francis Group, 2017) p. 3. DOI: 10.1201/9781315151595
  3. F. Roccaforte, M. Leszczynski. Nitride Semiconductor Technology Power Electronics and Optoelectronic Devices (Wiley-VCH Verlag GmbH \& Co. KGaA, 2020) p. 254
  4. Ray-Hua Horng, Chun-XinYe, Po-Wei Chen, Daisuke Iida, Kazuhiro Ohkawa, Yuh-RennWu, Dong-Sing Wuu. Scientific Rep., 12, 1324 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-05370-0
  5. C. Adelmann, R. Langer, G. Feuillet, B. Daudin. Appl. Phys. Lett., 75, 3518 (1999). DOI:/10.1063/1.125374
  6. G.B. Stringfellow. J. Cryst. Growth, 312, 735 (2010). DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2009.12.018
  7. H. Chen, R.M. Feenstra, J.E. Northrup, T. Zywietz, J. Neugebauer, D.W. Greve. J. Vac. Sci. Technol. B, 18, 2284 (2000). DOI: 10.1116/1.1306296
  8. B.A. Andreev, K.E. Kudryavtsev, A.N. Yablonskiy, D.N. Lobanov, P.A. Bushuykin, L.V. Krasilnikova, E.V. Skorokhodov, P.A. Yunin, A.V. Novikov, V.Yu. Davydov, Z.F. Krasilnik. Sci. Rep., 8, 9454 (2018). DOI: 10.1038/s41598-018-27911-2
  9. D.N. Lobanov, K.E. Kudryavtsev, M.I. Kalinnikov, L.V. Krasilnikova, P.A. Yunin, E.V. Skorokhodov, M.V. Shaleev, A.V. Novikov, B.A. Andreev, Z.F. Krasilnik. Appl. Phys. Lett., 118, 151902 (2021). DOI: 10.1063/5.0047674
  10. Д.Н. Лобанов, М.А. Калинников, К.Е. Кудрявцев, Б.А. Андреев, П.А. Юнин, А.В. Новиков, Е.В. Скороходов, З.Ф. Красильник. ФТП, 58 (4), 220 (2024). DOI: 10.61011/FTP.2024.04.58547.6357H
  11. B.A. Andreev, K.E. Kudryavtsev, A.N. Yablonskiy, D.N. Lobanov, A.V. Novikov, H.P. Liu, B. Sheng, X.Q. Wang. J. Appl. Phys., 137, 025701 (2025). DOI: 10.1063/5.0239375
  12. H. Liu, B. Sheng, T. Wang, K. Kudryavtsev, A. Yablonskiy, J. Wei, A. Imran, Z. Chen, X. Zheng, R. Tao, X. Yang, F. Xu, W. Ge, B. Shen, B. Andreev, X. Wang. Fundamental Res., 2 (5), 794 (2022). https://doi.org/10.1016/j.fmre.2021.09.020
  13. S. Zhang, J. Zhang, J. Gao, X. Wang, C. Zheng, M. Zhang, X. Wu, L. Xu, J. Ding, Z. Quan, F. Jiang. Photonics Res., 8 (11), 1671 (2020). https://doi.org/10.1364/PRJ.402555
  14. E. Iliopoulos, T.D. Moustakas. Appl. Phys. Lett., 81, 295 (2002). DOI: 10.1063/1.1492853
  15. G. Koblmuller, S. Fernandez-Garrido, E. Calleja, J.S. Speck. Appl. Phys. Lett., 91, 161904 (2007). DOI: 10.1063/1.2789691
  16. M.A. Moram, M.E. Vickers. Rep. Progr. Phys., 72, 036502 (2009). DOI: 10.1088/0034-4885/72/3/036502
  17. R. Averbeck, H. Riechert. Phys. Status Solidi A, 176, 301 (1999). https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-396X(199911)176:1<301::AID-PSSA301>3.0.CO;2-H
  18. C.S. Gallinat, G. Koblmuller, J.S. Brown, J.S. Speck. J. Appl. Phys., 102, 064907 (2007). DOI: 10.1063/1.2781319
  19. Z. Gacevic, V.J. Gomez, N. Garci a Lepetit, P.E.D. Soto Rodri guez, A. Bengoechea, S. Fernandez-Garrido, R. Notzel, E. Calleja. J. Cryst. Growth, 364, 123 (2013). http://dx.doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2012.11.031
  20. K.G. Belyaev, M.V. Rakhlin, V.N. Jmerik, A.M. Mizerov, Ya.V. Kuznetsova, M.V. Zamoryanskaya, S.V. Ivanov, A.A. Toropov. Phys. Status Solidi C, 10 (3), 527 (2013). DOI: 10.1002/pssc.201200838
  21. J. Wu, W. Walukiewicz, K.M. Yu, J.W. Ager, E.E. Haller, H. Lu, William J. Schaff. Appl. Phys. Lett., 80, 4741 (2002). https://doi.org/10.1063/1.1489481
  22. G. Koblmuller, R. Averbeck, H. Riechert, P. Pongratz. Phys. Rev. B, 69, 035325 (2004). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.69.035325
  23. S.Yu. Karpov, N.I. Podolskaya, I.A. Zhmakin, A.I. Zhmakin. Phys. Rev. B, 70, 235203 (2004). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.70.235203
  24. G. Koblmuller, S. Fernandez-Garrido, E. Calleja, J.S. Speck. Appl. Phys. Lett., 91, 161904 (2007). https://doi.org/10.1063/1.2789691
  25. I.P. Ipatova, V.G. Malyshkin, A.A. Maradudin, V.A. Shchukin, R.F. Wallis. Phys. Rev. B, 57, 12968 (1998). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.57.12968
  26. B.V. L'vov, V.L. Ugolkov. Thermochimica Acta, 438, 1 (2005). https://doi.org/10.1016/j.tca.2005.07.007
  27. R. Mohamad, A. Bere, J. Chen, P. Ruterana. Phys. Status Solidi A, 214, 1600752 (2017). DOI: 10.1002/pssa.201600752
  28. S.A. Kazazis, E. Papadomanolaki, M. Androulidaki, M. Kayambaki, E. Iliopoulos. J. Appl. Phys., 123, 125101 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5020988

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.