Воздействие импульсов эксимерного лазера на светоизлучающие InGaAs/GaAs-структуры с (Ga, Mn)As-слоем
Российский научный фонд, Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами, 19-19-00545
Вихрова О.В.
1, Данилов Ю.А.
1, Звонков Б.Н.
1, Калентьева И.Л.
1, Кузнецов Ю.М.
1, Нежданов А.В.
2, Парафин А.Е.
3, Хомицкий Д.В.
2, Антонов И.Н.
11Научно-исследовательский физико-технический институт Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
2Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
3Институт физики микроструктур Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия
Email: vikhrova@nifti.unn.ru, zvonkov@nifti.unn.ru, istery@rambler.ru, yurakz94@list.ru, nezhdanov@phys.unn.ru, parafin@ipmras.ru, khomitsky@phys.unn.ru
Поступила в редакцию: 9 октября 2020 г.
В окончательной редакции: 20 ноября 2020 г.
Принята к печати: 24 ноября 2020 г.
Выставление онлайн: 12 декабря 2020 г.
Исследована возможность модифицирования лазерным отжигом свойств слоя (Ga, Mn)As, расположенного на поверхности квантово-размерной InGaAs/GaAs-структуры, с сохранением ее излучательных свойств. Для проведения исследований сочетанием методов МОС-гидридной эпитаксии и импульсного лазерного нанесения были изготовлены структуры с четырьмя квантовыми ямами InGaAs/GaAs, (содержание индия от 0.08 до 0.25), расположенными на различном расстоянии от слоя (Ga, Mn)As. В процессе исследований варьировалась плотность энергии излучения (от 200 до 360 mJ/cm2) импульсного эксимерного лазера LPX-200, и по изменению спектров фотолюминесценции квантовых ям определялась глубина воздействия лазера. При описании полученных результатов была использована модель процесса лазерного отжига, основанная на решении задачи о распространении тепла в одномерной GaAs-системе с учетом слоя (Ga, Mn)As на поверхности. Анализировались изменения структурных и гальваномагнитных свойств образцов в результате лазерного воздействия. Показано, что вследствие импульсного лазерного воздействия при диапазоне плотности энергии лазерного излучения 250-300 mJ/cm2 удается сохранить излучательные свойства активной области (квантовой ямы InGaAs/GaAs), расположенной на расстоянии 10-12 nm от слоя (Ga, Mn)As и модифицировать ферромагнитные свойства полупроводника (Ga, Mn)As, а именно: увеличить температуру фазового перехода ферромагнетик-парамагнетик до значений не менее 120 K. Полученные результаты перспективны для развития технологии приборов спиновой оптоэлектроники. Ключевые слова: импульсный лазерный отжиг, МОС-гидридная эпитаксия, импульсное лазерное нанесение, квантово-размерная структура, ферромагнитный полупроводник (Ga, Mn)As.
- S. Ghosh, P. Bhattacharya. Appl. Phys. Lett. 80, 658 (2002)
- M. Holub, J. Shin, S. Chakrabarti, P. Bhattacharya. Appl. Phys. Lett. 87, 091108 (2005)
- P. Van Dorpe, Z. Liu, W. Van Roy, V.F. Motsnyi, M. Sawicki, G. Borghs, J. De Boeck. Appl. Phys. Lett. 84, 3495 (2004)
- Y. Ohno, F. Matsukura, H. Ohno. Physica E 32, 438 (2006)
- Б.Н. Звонков, О.В. Вихрова, Ю.А. Данилов, Е.С. Демидов, П.Б. Демина, М.В. Дорохин, Ю.Н. Дроздов, В.В. Подольский, М.В. Сапожников. Опт. журн. 75, 56 (2008)
- Б.Н. Звонков, О.В. Вихрова, Ю.А. Данилов, Ю.Н. Дроздов, А.В. Кудрин, М.В. Сапожников. ФТТ 52, 2124 (2010)
- Е.И. Малышева, М.В. Дорохин, А.В. Здоровейщев, М.В. Ведь. ФТТ 58, 2190 (2016)
- О.В. Вихрова, Ю.А. Данилов, Б.Н. Звонков, П.Б. Демина, М.В. Дорохин, И.Л. Калентьева, А.В. Кудрин. ФТТ 59, 2196 (2017)
- О.В. Вихрова, Ю.А. Данилов, Б.Н. Звонков, А.В. Здоровейщев, А.В. Кудрин, В.П. Лесников, А.В. Нежданов, С.А. Павлов, А.Е. Парафин, И.Ю. Пашенькин, С.М. Планкина. ФТТ 59, 2130 (2017)
- Е.И. Малышева, М.В. Дорохин, Ю.А. Данилов, А.Е. Парафин, М.В. Ведь, А.В. Кудрин, А.В. Здоровейщев. ФТТ 60, 2141 (2018)
- D. Nevcas, P. Klapetek. Cent. Eur. J. Phys. 10, 181 (2012)
- О.В. Вихрова, Ю.А. Данилов, Б.Н. Звонков, И.Л. Калентьева, А.В. Нежданов, А.Е. Парафин, Д.В. Хомицкий, И.Н. Антонов. ФТП 54, 1336 (2020)
- W. Limmer, M. Glunk, S. Mascheck, A. Koeder, D. Klarer, W. Schoch, K. Thonke, R. Sauer, A. Waag. Phys. Rev. B 66, 205209 (2002)
- M.J. Seong, S.H. Chun, H.M. Cheong, N. Samarth, A. Mascarenhas. Phys. Rev. B 66, 033202 (2002)
- В.И. Гавриленко, А.М. Грехов, Д.В. Корбутяк, В.Г. Литовченко. Оптические свойства полупроводников. Наук. думка, Киев (1987). 607 c
- T. Kim, M.R. Pillai, M.J. Aziz, M.A. Scarpulla, O.D. Dubon, K.M. Yu, J.W. Beeman, M.C. Ridgway. J. Appl. Phys. 108, 013508 (2010)
- P. Baeri, S.U. Campisano. Laser Annealing in Semiconductors / Ed. J.M. Poate, J.W. Mayer. Academic Press, N.Y. (1982). P. 75--111
- А.Н. Тихонов, А.А. Самарский. Уравнения математической физики. Наука, М. (1977)
- I.V. Soldatov, N. Panarina, C. Hess, L. Schultz, R. Scheafer. Phys. Rev. B 90, 104423 (2014)
- А.П. Горшков, И.А. Карпович, Е.Д. Павлова, И.Л. Калентьева. ФТП 46, 194 (2012)
- E.R. Weber. Physica B 340-342, 1 (2003)
- И.Л. Калентьева, О.В. Вихрова, Ю.А. Данилов, Б.Н. Звонков, А.В. Кудрин, М.Н. Дроздов. ФТП 50, 1490 (2016)
- A. Krotkus, J.-L. Coutaz. Semicond. Sci. Technol. 20, S142 (2005)
- Y.L. Soo, G. Kioseoglou, S. Kim, X. Chen, H. Luo, Y.H. Kao, Y. Sasaki, X. Liu, J.K. Furdyna. Appl. Phys. Lett. 80, 2654 (2002)
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.