Вышедшие номера
Влияние отношения потоков III и V групп на структурные, излучательные свойства и стимулированное излучение планарных структур с InGaN-слоями в ИК диапазоне
Российский научный фонд, 24-22-00320
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
Поступила в редакцию: 15 апреля 2024 г.
В окончательной редакции: 20 июня 2024 г.
Принята к печати: 20 июня 2024 г.
Выставление онлайн: 24 июля 2024 г.

Исследовано влияние соотношения потоков элементов III и V групп на особенности формирования, структурные, излучательные свойства, а также возможности получения стимулированного излучения в ИК диапазоне в планарных структурах со слоями InGaN с содержанием In ~ 50-100%. Обнаружено, что при температуре роста 470oС для получения однородных по составу слоев InGaN соотношение потоков III/V необходимо уменьшать по сравнению со стехиометрическим (III/V <1), чтобы подавить процессы разложения и фазового распада. Критическое значение III/V, необходимое для получения однородных растворов InGaN, немонотонно зависит от состава. По мере снижения содержания In до ~ 80% это соотношение повышается с 0.75 до 0.85, что обусловлено стабилизацией раствора InGaN, так как связи атомов Ga-N сильнее связей In-N. При дальнейшем уменьшении содержания In до ~ 50% соотношение III/V необходимо снижать для подавления процессов разложения и фазового распада. Оптимальное соотношение III/V с точки зрения наименьших порогов стимулированного излучения близко к критическому соотношению III/V для получения однородного InGaN данного состава. При значениях III/V больше критических в растворах InGaN наблюдаются процессы разложения и фазового распада, и стимулированное излучение в таких структурах не наблюдается. В случае уменьшения соотношения III/V существенно ниже критического значения в результате развития шероховатости поверхности и роста оптических потерь существенно увеличиваются пороги стимулированного излучения. Ключевые слова: InGaN, молекулярно-пучковая эпитаксия, термическое разложение, спинодальный распад, стимулированное излучение.