fizikai szemle
MAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT
A Mathematikai és Természettudományi Értesítőt áz Akadémia 1882-ben indította A Mathematikai és Physikai Lapokat Eötvös Loránd száz esztendeje, 1891-ben alapította
XLI. évfolyam
2. szám
1991. február
ÚJ, NÉGYKOMPONENSŰ FÉLVEZETŐ ANYAG: GaPAsSb ÉS ALKALMAZÁSA FÉLVEZETŐ LÉZEREK LÉTREHOZÁSÁRA
Lendvay Ödön MTA Műszaki Fizikai Kutató Intézete
J. BEVEZETÉS
kz elemi, elsősorban szilicium alapú félvezetők; elektronikai elemek és integrált áramkörök...
fizikai szemle
MAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT
A Mathematikai és Természettudományi Értesítőt áz Akadémia 1882-ben indította A Mathematikai és Physikai Lapokat Eötvös Loránd száz esztendeje, 1891-ben alapította
XLI. évfolyam
2. szám
1991. február
ÚJ, NÉGYKOMPONENSŰ FÉLVEZETŐ ANYAG: GaPAsSb ÉS ALKALMAZÁSA FÉLVEZETŐ LÉZEREK LÉTREHOZÁSÁRA
Lendvay Ödön MTA Műszaki Fizikai Kutató Intézete
J. BEVEZETÉS
kz elemi, elsősorban szilicium alapú félvezetők; elektronikai elemek és integrált áramkörök rohamos térhódítása és társadalmi — sokak szerint forradalmi — jelentősége ma már közhely, de egyre több szó esik az új félvezető anyagokról is. Ezek többnyire a periodusos rendszer III. és V. oszlopának elemeiből előállítható vegyületek (A^^^B^ összetételű, ún. binérek) és ötvözetek (temér, ül. kvatemér anyagok, melyek összetétele aIIIbVaJ^bPÍ^C'^ ill. a 4 elemből álló kombinációk). Ezeknek az anyagoknak a fizikai tulajdonságai nagyon széles skálán változhatnak az összetétel függvényében. Ez a tervezhető, variációs lehetőség a fenti anyagcsalád számára a Si-nál szélesebb alludmazási lehetőségeket biztosít.
A binér III-V vegyületeket egykristályok formájábím, (a Si lapkákhoz heisonlóan) az ötvözeteket csaknem kizárólag he-teroátmenetek formájában használják fel. A heteroátmene-tek két, különböző összetételű (és fizikai tulajdonságú), de azonos, vagy csaknem azonos kristályrácsú anyagból állnak, ahol a heteroátmeneten a tulajdonságok ugrásszerűen változnak meg. Ezek a szerkezetek azon kívül, hogy lehetővé teszik egykristályos formában nem, vagy csak nagyon nehezen előállítható félvezetők gyakorlati alkalmazását is, sziládtestfizikai szempontból is számos különleges tulajdonsággal rendelkeznek. A heteroátmenetek kutatásában hazánk is rendelkezik hagyományokkal. A heteroátmenetek fizikájával foglalkozó elsö összefoglaló az amerikai Milnes és Feucht nevéhez fűződik [l], de már az elsö, heteroátmenetekre vonatkozó, nemzetkőzi konferenciát 1970-ben hazánkban rendezték meg [2].
A heteroátmenet fizikai tulajdonságait döntő módon befolyásolja a két anyag tilos sávjának illeszkedése és az átmenet minősége. Gyakorlati alkalmazások szempontjából igen fontos, hogy az átmeneten alacsony legyen a felületi állapotok sűrűsége, ezért a lehető legtökéletesebb átmenetre kell törekedni, melyben a kristályhibák, rácsillesztetlenség és szegregáció minimális. Igen vékony rétegek esetén még viszonylag nagy rácsállandó különbség (Aao) sem generál diszlokációkat, mivel a vékonyiéteg rugalmas alakváltozással képes „alkalmazkodni" a hordozókrístályhoz. Az ún. kritikus rétegvastagság felett (mely a fenti, félvezető családban elérheti a 20 nm-t is) rácsil-lesztetlenségek esetén a feszültségek diszlokáció-hálók keletkezésével relaxálnak. Kristályhibák általában az elektronikai alkalmazások szempontjából károsak, ezért ilyen esetekben rácsillesztésre (a két anyag kristályrácsának ill. rácsállandójának azonosságára) kell törekedni. Mivel a jó minőségű, binér hordozókristályok (GaAs, InP stb.) rácsállandoja adott érték, a fizikai tulajdonságok folytonos változtatását csak a viszonylag sok szabadsági fokkal (p, T, x, y) rendelkező, összetett rendszerek, az ún. kvaternerek tudják biztosítani. Ezekben a négykom-ponensű rendszerekben vagy mindkét alrácsban helyettesítjük az alkotó atomok egy részét Dy_y ún. szinunel-
rikus típus), vagy csak az egyik alrács atomjait cseréljük ki más atomfajtákra (Avagy
típusú, ún. pseudo-temérek). A kvatemér félvezetők kutatásának a fentiek adnak igen nagy jelentőséget. A hazai, félvezető kutatások eredményei közé sorolhatjvik, hogy az elmúlt évek során néhány új kvatemér anyagot, ill. heterorendszert itthon is sikerült felfedeznünk és előállítanunk; ezek a pseudo-ter-nér antimonidok.
A következöekben a pseudo-temérek egyik alaptípusának a GaPAsSb-nak a kutatásában elért, néhány eredményről kívánunk beszámolni.
VIZSGÁLATA
A íoszfoantimonidok talán a legproblematikusabb félvezető ötvözetek. A foszfoantimonid ternérekre mutatták ki először III-V anyagok között vákuumpárologtatott, amorf anyagokon az oldhatósági korlátokat. Az elméleti számítások azt mutatták, hogy a GaPiAsj,Sbi_;j_j, fázis T^ kritikus hőfoka (mely felett teljes az oldhatóság) rendkívül magas; 1992 °C, ezért elegyedési korlátok várhatóak a rendszerben. Az egyszeri!, interpolációs közelítések alkalmazásával megmutatható, hogy az összetétel mező nagyrészét direkt sávú (fényforrások kifejlesztésére alkalmas) félvezetők alkotják, (lásd 1. ábra) melyek tilos sávja a 0,76 eV
Amennyiben az Ön által választott könyvesbolt neve mellett
1-5
szerepel, kérjük kattintson a bolt nevére, majd a megjelenő elérhetőségeken érdeklődjön a készletről és foglalja le a könyvet.