Узкозонные гетероструктуры InAs1-xSbx/InAsSbP (x = 0.07-0.14) для спектрального диапазона 4-5 мкм, полученные методом МОГФЭ / Романов В.В., Иванов Э.В., Моисеев К.Д.

Высокоэффективные светодиоды, излучающие в диапазоне длин волн 4–5 мкм, представляютбольшой интерес для экологического мониторинга, промышленного газоанализа и медицинскихприложений, поскольку в данной области спектра расположены интенсивные полосы поглощениятаких веществ, как углекислый и угарный газы (СО2 и СО), закись азота (N2O) и др. Наиболеепривлекательным материалом для создания оптоэлектронных приборов, работающих в указанномспектральном диапазоне при комнатной температуре, является система твердых растворов InAsSbP[1,2]. Технология газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений (МОГФЭ) позволяетосаждать эпитаксиальные слои InAsSb на подложке InAs с различным рассогласованиемкристаллической решетки относительно параметра матрицы без формирования дополнительныхпереходных слоев и получать твердые растворы InAsSbP с максимальным содержанием фосфора [3],а также осуществлять “каскадирование” активной области при формировании множественныхквантовых ям InAs(Sb)/InAsSbP [4]. Поскольку подложка InAs является основным матричнымматериалом для данных систем твердых растворов, то увеличение концентрации атомов сурьмы втвердом растворе InAsSb помимо уменьшения ширины запрещенной зоны активного слоя приведет кпоявлению внутреннего напряжения (деформации сжатия) в активном слое, помещённом междуподложкой и накрывающим барьерным слоем InAsSbP, что, в свою очередь, может вызватьизменение природы гетероперехода на границе раздела InAsSb/InAsSbP.Асимметричные гетероструктуры InAs/InAsSb/InAsSP на основе эпитаксиальных слоёв InAsSbс различной толщиной и содержанием сурьмы в тройном твёрдом растворе были выращены методомМОГФЭ. На основе данных гетероструктур были созданы светодиоды, работающие в диапазоне длинволн 4.1-5.1 мкм при комнатной температуре. В квазинепрерывном режиме (частота 512 Гц) при токе250 мА выходная оптическая мощность светодиодов с максимумом излучения на длине волны 4.1мкм и 4.7 мкм составляла 24 мкВт и 15 мкВт, соответственно [5]. Используя особенностиэнергетической диаграммы полученной гетероструктуры удалось обеспечить эффективнуюлокализацию неравновесных носителей заряда в активной области. В результате оптическаямощность светодиодов, созданных на основе таких структур, с максимумом спектраэлектролюминесценции на длине волны 4.7 мкм была увеличена на порядок по сравнению ссимметричными структурами InAsSbP/InAsSb/InAsSbP [6]. Увеличение оптической мощности длядлинноволновых светодиодов (свыше 4.5 мкм) было достигнуто за счет уменьшения количествагетерограниц и связанных с ними структурных неоднородностей в узкозонных гетероструктурах.