Комбинационное рассеяние света полупроводниковыми наноструктурами: определение элементного состава квантовых точек

А.Г. Милёхин

Лаборатория физической химии поверхности полупроводников и систем полупроводник-диэлектрик.

Рис. Спектры КРС структур с КТ InAs/ Al_1-xGa_xAs в зависимости от элементного состава матрицы (x=0÷1), измеренные в геометрии рассеяния z(yx)-z с энергией возбуждения лазера 1.92 эВ при T=300K.

Экспериментально изучено комбинационное рассеяние света (КРС) оптическими фононами в наноструктурах InAs/Al_1-xGa_xAs с квантовыми точками (КТ) в зависимости от элементного состава матрицы (x=0÷1).

Структуры были выращены в ИФП СО РАН методом молекулярно-лучевой эпитаксии в ростовой моде Странского-Крастанова. В спектрах КРС обнаружены моды, обусловленные рассеянием InAs- подобными оптическими фононами в квантовых точках. Частоты этих мод определены в зависимости от состава матрицы (Рис.). Показано, что с увеличением концентрации атомов Ga в материале матрицы происходит диффузия атомов Ga в КТ, о чем свидетельствует уменьшение частоты InAs- подобного фонона в спектрах КРС. При этом частоты в структурах с номинальным составом КТ InAs/GaAs частота этой моды достигает соответствующего значения в ст руктурах с КТ In_0.5Ga_0.5As/AlAs. Это позволяет сделать вывод, что элементный состав квантовых точек In_1-yGa_yAs может достигать значения 50% (y_Ga=0.5).

С целью определения содержания атомов Al в КТ InAs/AlAs изучены ИК спектры и спектры КРС объемных релаксированных твердых растворов InAlAs с различным содержанием Al. Установлено двумодовое поведение спектра оптических фононов в InAlAs. Определены частоты TO и LO InAs- и AlAs- подобных фононов в InAlAs в зависимости от концентрации Al. На основе этих данных в ближайшее время будет определено содержание алюминия в КТ InAs/AlAs.