Прикладная физика

1. Исследованы многослойные структуры на основе полупроводниковых материалов группы антимонидов с поглощающими слоями InSb, и AlxIn1-xSb, в том числе структуры с барьерным слоем InAlSb (InSb/InAlSb/InSb), предназначенные для изготовления перспективных фотоприемных устройств (ФПУ), детектирующих излучение в средневолновом инфракрасном (ИК) диапазоне спектра. На основе выращенных методом МЛЭ p–i–n и барьерных структур изготовлены фоточувствительные элементы (ФЧЭ) различной топологии с поглощающими слоями InSb, и AlxIn1-xSb. Показано, что широкозонные тройные растворы AlxIn1-xSb детектирующие излучение в средневолновой области спектра, являются альтернативой узкозонному бинарному соединению InSb, поскольку, вследствие широкозонности, фотодиоды на основе AlxIn1-xSb имеют меньшие темновые токи, а, следовательно, шумы. Для фотоприемных устройств на основе структур различной топологии измерены средние значения обнаружительной способности и эквивалентной шуму разности температур (ЭШРТ), так для р–i–n-структур среднее по ФЧЭ значение обнаружительной способности превысило D*  1011 см Вт-1 Гц1/2, а для структур с барьерным слоем – D*  1012 см Вт-1 Гц1/2.

Рассмотрена классическая структура nBn-фотодиода, детектирующего излучение в средневолновом инфракрасном (ИК) диапазоне спектра, изготовленного на основе InAsSb. Проведен расчет поглощения в гетероструктуре в каждом слое с учетом особенностей поглощения в активном слое InAsSb, таких как, эффект Бурштейна-Мосса и правило Урбаха. Проведен расчет квантовой эффективности и спектральной характеристики чувствительности с учетом многократных отражений на интерфейсах гетероструктуры и особенностей поглощения на свободных носителях в подложке GaSb. Определена оптимальная толщина активного слоя nBn-фотодиода при раз-личных значениях времени жизни неосновных носителей заряда. Показано достижение высоких значений удельной обнаружительной способности ФПУ в BLIP-режиме.

Проведен расчет температурной зависимости темнового тока фотодиодов на основе тройного раствора InAs1-хSbх, детектирующих излучение в средневолновой инфракрасной (ИК) области спектра. По рассчитанным значениям темнового и фототока проведена оценка отношения сигнал/шум. Прогнозируемое отношение сигнал/шум составило ~103 при Т = 150 К, что подтверждает возможность достижения высоких фотоэлектрических параметров фотодиодов на основе тройных растворов InAs1-xSbx и пригодность их использования в высокотемпературных применениях.