Арсенид индия. Свойства, применение. Особенности получения эпитаксиальных пленок.
Введение.
Эпитаксиальный арсенид индия - перспективный материал электронной техники. Высокая подвижность электронов в арсениде индия прямозонная структура позволяют использовать его для изготовления высокоэффективных электронных и оптоэлектронных приборов, в частности быстродействующих транзисторов и интегральных схем, фотоприемных детекторов ИК - диапазона, инжекционных лазеров с длиной волны »3,5 мкм.
Однако широкое использование тонкопленочных структур арсенида индия сдерживается отсутствием полуизолирующих подложек в связи с малой шириной запрещенной зоны арсенида индия. Следует также отметить недостаточную механическую прочность материала. Указанные проблемы могут быть преодолены, по крайней мере частично, при гетероэпитаксиальном выращивании арсенида индия. В этом случае, как правило, эпитаксию проводят на подложках арсенида галлия с ориентацией поверхности (001).
Значительное рассогласование параметров решеток арсенида индия и арсенида галлия 7.4% приводит при получении гетероэпитаксиальных пленок арсенида индия и арсенида галлия методами газотранспортной и жидкофазной эпитаксии к формированию переходного слоя значительной толщины и к большей плотности морфологических и структурных дефектов. Это обусловлено ограничениями как физического характера, присущим данным эпитаксиальным технологиям, так и ограничениям, связанными с “ненаблюдаемостью” процесса роста.
Возможно вы искали - Статья: Алтей лекарственный
Электрофизические свойства объемного арсенида индия.
Зонная структура арсенида индия.
Зона проводимости.
Арсенид индия является прямозонным полупроводником, у которого зона проводимости сферически симметрична и минимум ее находится в центре зоны Бриллюэна. Вблизи минимума кривизна зоны велика, вследствие чего эффективная масса электрона очень мала и равна me »0.026 m0 .
Зона проводимости имеет не-параболичную форму, кривизна ее уменьшается с увеличением энергии. Экспериментальные результаты подтверждают непараболичность зоны проводимости. Измерение эффективной массы на поверхности уровня Ферми, приведенное для образцов с различной концентрацией электронов, показало увеличение эффективной массы с ростом n-кол-личеством носителей заряда (рис.1).
Рис.1. Зависимость эффективной массы электрона от концентрации электронов.
Похожий материал - Реферат: Влияние фаз Луны на интеллектуальную деятельность человека
Валентная зона.
Расчеты зоной структуры валентной зоны показали, что зона тяжелых дырок состоит из двух подзон, сдвинутых относительно точки 
=0 в направлении [111] на величину 0.008 а-1 б .
В максимумах энергии не более чем на 0.006 эВ превышает энергию, соответствующую центру зоны Бриллюэна. Зона легких дырок вырождена с зоной тяжелых дырок при =0. Имеется также третья зона, положение которой обусловлено спин-орбитальным взаимодействием. Величина эффективных масс и некоторые характеристики зонной структуры приведены ниже:
Ширина запрещенной зоны Eg =0.35 эВ (300 К)
Температурная зависимость Eg =(0.44-2.8×10-4 T)эВ
Очень интересно - Реферат: Ботаническая деятельность в России
Эффективная масса электрона me * =0.026 m0
Эффективная масса тяжелой дырки mp * =0.41 m0
Эффективная масса легкой дырки mi * =0.025 m0
Эффективная масса дырки в зоне
спин-орбитального расщепления mj * =0.083 m0
Вам будет интересно - Статья: Лотос орехоносный
Энергия спин-орбитального расщепления DEg =0.43 эВ.
Оптические свойства арсенида индия.
Наибольший практический интерес представляет спектральный диапазон в близи края собственного поглощения. Именно в этой области длин волн (3-5 мкм) работают фотоприемники, изготовленные из эпитаксиальных структур арсенида индия.
Поглощение света в толстом полупроводника может быть описано выражением
------I=I0 (1-k)×exp(-aX),------(1)
Похожий материал - Статья: Строение и свойства координационных соединений меди(II) с некоторыми О, N – содержащими лигандами
где I0 - интенсивность падающего излучения, k - коэффициент отражения, a - коэффициент поглощения, X - координата.
Величина коэффициента отражения в близи края собственного поглощения не превышает 30-40% и может быть оценена из выражения
------(2)
где n - показатель преломления.