Спектры фотолюминесценции легированных кристаллов антимонида индия n-типа
Авторы
DOI:
https://doi.org/10.31489/2025N1/127-133Ключевые слова:
фотолюминесценция кристаллов, антимонид индия, уровень ферми, легирование, концентрация, флуктуация, дырка, запрещенная зонаАннотация
В данной работе представлено детальное исследование фотолюминесценции легированных кристаллов антимонида индия n-типа. Проведено детальное исследование фотолюминесценции легированных кристаллов антимонида индия n-типа в широком диапазоне концентраций 1∙1015 см-3-1,5∙1019 см-3 при температуре 77 К. В данной работе впервые получены спектры фотолюминесценции антимонида индия с n > 5∙1017 см-3 и экспериментально обнаружено, что спектр фотолюминесценции антимонида индия с n ≥ 8,5∙1016 см-3 состоит из двух линий, максимумы которых смещаются в сторону больших энергий с ростом концентрации. Установлено, что коротковолновая линия излучения легированных кристаллов антимонида индия n-типа обусловлена рекомбинацией электронов, находящихся на уровне Ферми, с дырками в вершине валентной зоны. Показано, что наилучшее согласие эксперимента с теорией в сильно легированных кристаллах достигается при учете флуктуаций концентраций доноров, зависимости ширины запрещенной зоны от степени легирования, а также эффективного снижения энергии Ферми с ростом концентрации.
Библиографические ссылки
Palasyuk T., Jastrzebski C., Khachapuridze A., Litwin-Staszewska E., Suski T., Grzegory I., Porowski S. (2024) Influence of pressure on phonon properties of indium antimonide. Physica Status Solidi (RRL) – Rapid Research Letters, 18(9), 54-59. https://doi.org/10.1002/pssr.202400093
Monnens W., Billiet N., Binnemans K., et al. (2024) Electrodeposition of indium antimonide (InSb) from dimethyl sulfoxide-based electrolytes. Journal of Solid State Electrochemistry, 28, 3755–3768. https://doi.org/10.1007/s10008-024-05947-x
Shafa M., Akbar S., Gao L., et al. (2016) Indium antimonide nanowires: Synthesis and properties. Nanoscale Research Letters, 11, 164. https://doi.org/10.1186/s11671-016-1370-4
Cakiroglu D., Perez J.-P., Evirgen A., Lucchesi C., Pierre-Olivier C., Taliercio T., Tournié E., Vaillon R. (2019) Indium antimonide photovoltaic cells for near-field thermophotovoltaics. Solar Energy Materials and Solar Cells, 203. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2019.110190
Tsvetkova O.Yu., Shtykov S.N., Zhukov D.N., Smirnova T.D. (2021) Synthesis and study of some properties of colloidal quantum dots of indium antimonide. Izvestiya of Saratov University. Chemistry. Biology. Ecology, 21(4), 378-381. https://doi.org/10.18500/1816-9775-2021-21-4-378-381 [in Russian]
Ledentsov N.N., Lott D.A. (2011) A new generation of vertical-emitting lasers as a key element of the computer communication era. Advances in Physical Sciences, 181(8), 884–890.
Kozlov R.Yu., Kormilitsina S.S., Molodtsova E.V., Zhuravlev E.O. (2021) Growing indium antimonide single crystals with a diameter of 100 mm by the modified Chochralsky method. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering, 24(3), 190-198. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2021-3-190-198 [in Russian]
Averkiev N.S., Egemberdieva S.Sh., Kalinin B.N., Konstantinov O.V., Rogachev A.A., Filipchenko A.S. (1985) Photoluminescence of highly alloyed crystals of nn-type indium-antimonide. Pisma v Zhurnal Tekhnicheskoi Fiziki, 1326–1330. Available to: https://www.mathnet.ru/rus/pjtf1046
Komkov O.S., Firsov D.D., Lvova T.V., Sedova I.V., Semenov V.A., Soloviev A.N., Ivanov S.V. (2016) Photoreflection of indium antimonide. Physics of the Solid State, 58(12), 2394–2400. https://doi.org/10.1134/S1063783416120106
Velichko A.A., Ilushin V.A. (1993) Electrophysical properties of indium antimonide films obtained by molecular beam epitaxy. Electronic Industry, 8, 48-50.
Titkov A. N., Chaikina E.I., Komova E.M., Ermakova N.T. (1981) Low-temperature luminescence of degenerate p-type direct-bandgap semiconductors. FTP (Semiconductors Physics and Technology, 15(2), 345-352. [in Russian]
Allen L.P., Flint P.J., Meschew G., Dallas G., Bakken D., Brown G.J., Khoshakhlagh A., Hill C. J. (2011) 100mm diameter GaSb substrates with extended IR wavelength for advanced space-based applications. SPIE Proceedings: Infrared Technology and Applications XXXVII, 8012, 801215. https://doi.org/10.1117/12.882937
