XXVIII Международный симпозиум ''Нанофизика и наноэлектроника'', Нижний Новгород, 11-15 марта 2024 г.

Влияние отношения потоков III и V групп на структурные, излучательные свойства и стимулированное излучение планарных структур с InGaN-слоями в ИК диапазоне

Д. Н. Лобанов^a, М. А. Калинников^a, К. Е. Кудрявцев^a, Б. А. Андреев^a, П. А. Юнин^a, А. В. Новиков^a, Е. В. Скороходов^a, З. Ф. Красильник<sup>ab

a</sup> Институт физики микроструктур РАН, 603087 Нижний Новгород, Россия
^b Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского, 603950 Нижний Новгород, Россия

Аннотация: Исследовано влияние соотношения потоков элементов III и V групп на особенности формирования, структурные, излучательные свойства, а также возможности получения стимулированного излучения в ИК диапазоне в планарных структурах со слоями InGaN с содержанием In $\sim$50–100%. Обнаружено, что при температуре роста 470$^\circ$С для получения однородных по составу слоев InGaN соотношение потоков III/V необходимо уменьшать по сравнению со стехиометрическим (III/V $<$ 1), чтобы подавить процессы разложения и фазового распада. Критическое значение III/V, необходимое для получения однородных растворов InGaN, немонотонно зависит от состава. По мере снижения содержания In до 80% это соотношение повышается с 0.75 до 0.85, что обусловлено стабилизацией раствора InGaN, так как связи атомов Ga–N сильнее связей In–N. При дальнейшем уменьшении содержания In до $\sim$50% соотношение III/V необходимо снижать для подавления процессов разложения и фазового распада. Оптимальное соотношение III/V с точки зрения наименьших порогов стимулированного излучения близко к критическому соотношению III/V для получения однородного InGaN данного состава. При значениях III/V больше критических в растворах InGaN наблюдаются процессы разложения и фазового распада, и стимулированное излучение в таких структурах не наблюдается. В случае уменьшения соотношения III/V существенно ниже критического значения в результате развития шероховатости поверхности и роста оптических потерь существенно увеличиваются пороги стимулированного излучения.

Ключевые слова: InGaN, молекулярно-пучковая эпитаксия, термическое разложение, спинодальный распад, стимулированное излучение.

Поступила в редакцию: 15.04.2024
Исправленный вариант: 20.06.2024
Принята в печать: 20.06.2024

DOI: 10.61011/FTP.2024.04.58547.6357H

Реферативные базы данных:

•