Аномальный фотоотклик легированных сверхрешеток GaAs/AlAs с электрическими доменами
- 1 магистр 2-го года обучения, НИЯУ МИФИ (Москва); инженер, ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (Москва)
- 2,3 д.ф.-м.н., гл. науч. сотрудник, ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (Москва)
- 4,5 к.ф.-м.н., ст. науч. сотрудник, ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (Москва)
- 6 д.ф.-м.н., доцент, НИЯУ МИФИ (Москва)
- 7 к.ф.-м.н., науч. сотрудник, НИЯУ МИФИ (Москва)
Аннотация
Постановка проблемы. Полупроводниковые сверхрешетки (СР) представляют интерес, во-первых, в связи с туннельным характером тока (до комнатной температуры), во-вторых, в связи с предсказанным усилением блоховских волн, перспективным для реализации перестраиваемых источников генерации ТГц-диапазона. Основным препятствием является образование электрических доменов, возникающих за счет статической отрицательной дифференциальной проводимости (ОДП) СР, что исключает блоховское усиление.
Однако в образцах с электрическими доменами в некотором диапазоне частот существует динамическая ОДП (действительная часть импеданса отрицательна), и они могут использоваться для генерации высоких частот в подходящем резонансном контуре. Авторы наблюдали возбуждение ТГц-резонатора за счет отрицательного сопротивления сверхрешетки с доменами. Условия возбуждения генерации должны зависеть от доменных режимов.
Исследованиям доменных режимов было посвящено много работ. В большинстве из них исследовались слаболегированные СР при низких температурах и сильной подсветке. В частности, было показано, что сильное изменение концентрации свободных носителей за счет подсветки высокой интенсивности может приводить к смене доменного режима (с движущегося домена на статический).
Цель. Исследовать влияние слабой межзонной подсветки на туннельный ток в высоколегированных короткопериодных сверхрешетках GaAs/AlAs с доменами высокого поля.
Результаты. Впервые наблюдался эффект сильного влияния слабой подсветки на проводимость СР с доменами в условиях, когда обычная фотопроводимость практически отсутствует. Установлено, что сильный фотоотклик на относительно слабую межзонную подсветку связан с трансформацией доменов высокого поля, где собственная концентрация свободных электронов чрезвычайно мала. Выявлено, что достаточно интенсивное освещение может инициировать переход движущихся доменов в статический, что приводит к появлению области насыщения тока на ВАХ.
Практическая значимость. Эффект сильного влияния межзонной подсветки низкой интенсивности на проводимость СР с доменами можно использовать, в частности, для управления доменными режимами.
Для цитирования
Данько Н.В., Алтухов И.В., Каган М.С., Папроцкий С.К., Хвальковский Н.А., Васильевский И.С., Виниченко А.Н. Аномальный фотоотклик легированных сверхрешеток GaAs/AlAs с электрическими доменами // Нанотехнологии: разработка, применение - XXI век. 2022. № 2. С. 31–33. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700970-202001-04
Список источников
- Wacker A. Phys. Rep. 357, 1 (2002).
- Bonilla L.L., Grahn H.T. Rep. Prog. Phys. 68, 577 (2005).
- Esaki L., Tsu R. IBM J. Res. Develop. 14, 61 (1970).
- Sun B.Q., Jiang D.S., Wang X.J. Semicond. Sci. Technol. 12, 401 (1997).
- Tomlinson A.M., Fox A.M., Cunningham J.E., Jan W.Y. Appl. Phys. Lett. 75, 2067 (1999).
- Kwok S.H., Grahn H.T., Ramsteiner M., et al. Phys. Rev. B 51, 9943 (1995).
- Kwok S.H., Norris Т.В., Bonilla L.L., et al. Phys. Rev. B 51, 10171 (1995).
- Grahn H.T., Schneider H., Klitzing K.V. Phys. Rev. B 41, 2890 (1990).
- Ohtani N., Egami N., Grahn H.T., et al. Phys. Rev. B 58, R7528 (1998).
- Altukhov I.V., Dizhur S.E., Kagan M.S., et al. Semiconductors 52, 473 (2018).
- Suris R.A. Sov. Phys. Semicond. 7, 1035 (1974).
- Altukhov I.V., Dizhur S.E., Kagan M.S., et al. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 475, 012032 (2019).
- Папроцкий С.К., Алтухов И.В., Каган М.С. и др. Радиотехника и электроника 64, 1025 (2019).