Физические свойства многокомпонентных узкозонных твердых растворов с мезоструктурой
Аннотация
Дата поступления статьи: 28.03.2018В статье осуществлено моделирование фазовых равновесий в многокомпонентных системах соединений А3В5 и рассчитаны составы жидкой фазы, равновесной с заданным твердым раствором. Применена модель избыточных термодинамических функций, в которой учитываются процессы образования ассоциатов в расплаве вблизи температур солидуса. Разработанный алгоритм позволяет решать и прямую задачу (в которой входными параметры являются температура роста слоев и состав твердой фазы, отвечающий ожидаемым приборным характеристикам) и обратную задачу (по заданной жидкой фазе ищется температура роста и состав твердого раствора). Определены предельные концентрации легирующих компонентов – мышьяка и висмута. Обсуждаются структурные и электрофизические характеристики многокомпонентных полупроводниковых гетеросистем А3В5, твердые растворы которых кристаллизуются из жидкой фазы в градиентном тепловом поле. Впервые качественно описан механизм внедрения примесей в решетку эпитаксиальных слоев многокомпонентных твердых растворов. С увеличением толщины кристаллизуемой пленки термодинамически равновесное замещение атомами висмута сурьмы завершается и имеет место внедрение атомов Bi в междоузлия. Взаимодействие соседних атомов с валентными электронными оболочками Bi становится более симметричным, что обусловливает рост концентрации. При этом возрастает также концентрация дефектов пленки вблизи ее тыльной поверхности. Полученные значения электрофизических параметров позволяют сделать вывод о приборной пригодности исследуемых материалов.
Ключевые слова: твердые растворы, мезоструктура, антимонид, легирование, жидкая фаза, фазовые превращения, бинарные соединения, ассоциаты, постоянная решетки, многокомпонентные системы
`