Углеродные системы

Исследование ван-дер-ваальсовых кристаллов GaSe и GaS$_x$Se$_{1-x}$ методом фотоотражения

С. А. Хахулин^a, К. А. Кох^bc, О. С. Комков<sup>a

a</sup> Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), 197376 Санкт-Петербург, Россия
^b Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
^c Кемеровский государственный университет, 650000 Кемерово, Россия

Аннотация: Спектры фотоотражения слоистых нелегированных кристаллов GaSe и GaS$_x$Se$_{1-x}$ содержат осцилляции Франца–Келдыша, указывающие на наличие в приповерхностной области кристаллов встроенного электрического поля, которое может участвовать в разделении фотоиндуцированных носителей заряда в сверхвысокочувствительных фотоприемниках на основе этих материалов. Измеренное значение напряженности поля в GaS$_x$Se$_{1-x}$ оказалось практически в 1.5 раза меньше, чем в GaSe, что может указывать на наличие в твердом растворе меньшего числа свободных носителей заряда. Параметр уширения спектральных линий в случае GaS$_x$Se$_{1-x}$ также значительно меньше по сравнению с GaSe. Это связано с тем, что изовалентные атомы при их добавлении в структуру GaSe заполняют вакансии Ga, уменьшая число дефектов кристаллической структуры и концентрацию собственных носителей заряда. Сильнополевой режим модуляции, наблюдаемый в спектре фотоотражения GaS$_x$Se$_{1-x}$, легированного донорной примесью Al, указывает на относительно малую толщину области обеднения вследствие наличия большого числа свободных электронов.

Ключевые слова: фотоотражение, осцилляции Франца–Келдыша, GaSe, моноселенид галлия, ван-дер-ваальсовые кристаллы, слоистые полупроводники.

Поступила в редакцию: 30.11.2021
Исправленный вариант: 14.12.2021
Принята в печать: 14.12.2021

DOI: 10.21883/FTP.2022.04.52198.9778

Реферативные базы данных:

•