Growth and investigation of epitaxial GaBiAs layers

Abstract

In this work the influence of technological parameters – Tp substrate temperature and Bi flux – on structural, electrical and optical properties of GaBiAs layers was investigated. Thin Ga-BiAs layers have been grown by molecular beam epitaxy tech-nology on monocrystalline GaAs substrates. The surface mor-phology of GaBiAs layers and formation of Bi droplets were examined using atomic force microscopy. The lattice parameters of GaBiAs and Bi concentration have been evaluated from high resolution X-ray diffraction ∆(2Θ)spektra. Optical measurements showed the reduction of energy band gap from 1.15 to 0.86 eV for GaBiAs layers with 4.4 and 11.3% of Bi concentration. From the Hall effect measurements using Van der Pauw geometry the highest carrier concentration 3.2∙1015 was measured for GaBiAs layers containing 11.3% of Bi.

Article in Lithuanian.

Epitaksinių GaBiAs sluoksnių auginimas ir savybių tyrimas

Santrauka. Pateikti plonųjų GaBiAs sluoksnių, augintų molekulinių pluoštelių epitaksijos (MPE) būdu, technologinių sąlygų – padėklo temperatūros T_p ir bismuto pluoštelio intensyvumo – įtakos sluoksnių kristalinei sandarai, optinėms ir elektrinėms savybėms tyrimo rezultatai. Iš rentgenografinių tyrimų, suskaičiavus GaBiAs gardelės parametro, augimo ašies kryptimi ir lygiagrečiąja padėklui kryptimi padidėjimą, ir palyginus su GaAs, nustatyta, kad įėjusio į gardelę Bi kiekis siekė nuo 4,4 iki 11,3 %. Optinio pralaidumo matavimai ir šviesos sugerties kvadrato priklausomybė nuo fotono kvanto energijos leido įvertinti GaBiAs draustinių energijų tarpo vertes, kurios kito 1,15 iki 0,86 eV, didėjant Bi kiekiui. Iš Holo efekto GaBiAs epitaksiniuose sluoksniuose matavimų Van der Pauw metodu nustatytas skylinis laidumo tipas, krūvininkų koncentracija ir judris.

Raktiniai žodžiai: GaBiAs; MPE; optinis pralaidumas; Holo efektas; Van der Pauw.

Keyword : GaBiAs, MBE, optical transmitance, Hall effect, Van der Pauw