УДК: 621.315.592, 536.717, 537.33

Наноструктуры на основе CdHgTe для фотоприемников

Дворецкий С.А., Квон З.Д., Михайлов Н.Н., Швец В.А., Wittmann B., Данилов С.Н., Ганичев С.Д., Асеев А.Л.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Дворецкий С.А., Квон З.Д., Михайлов Н.Н., Швец В.А., Виттман Б., Данилов С.Н., Ганичев С.Д., Асеев А.Л. Наноструктуры на основе CdHgTe для фотоприемников // Оптический журнал. 2009. Т. 76. № 12. С. 69–73.

Dvoretskiy S.A., Kvon Z.D., Mikhailov N.N., Shvets V.A., Wittmann B., Danilov S.N., Ganichev S.D., Aseev A.L. CdHgTe-based nanostructures for photodetectors [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2009. V. 76. № 12. P. 69–73.

Ссылка на англоязычную версию:

S. A. Dvoretskiĭ, Z. D. Kvon, N. N. Mikhaĭlov, V. A. Shvets, A. L. Aseev, B. Wittmann, S. N. Danilov, and S. D. Ganichev, "CdHgTe-based nanostructures for photodetectors," Journal of Optical Technology. 76 (12), 787-790 (2009). https://doi.org/10.1364/JOT.76.000787

Аннотация:

Приведены результаты выращивания квантовых ям на основе HgTe (HgTe/Cd0,735Hg0,265Te) толщиной 16,2 и 21 нм на подложках (013) CdTe/ZnTe/GaAs методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Контроль состава, толщин спейсера и квантовой ямы проводился с помощью эллипсометрической методики в процессе роста. Гальваномагнитные исследования в широком диапазоне магнитных полей (1–12 Тл) при температурах вблизи температуры жидкого гелия (4,2 К) показали присутствие двумерного электронного газа в наноструктурах и квантование уровней. Были получены высокие подвижности двумерного электронного газа μe = 2×105 см2/(В•с) и μe = 5×105 см2/(В с) для плотности электронов Ns = 1,5×1011 см–2 и Ns = 3,5×1011 см–2 соответственно. Проведено исследование циркулярного и линейного фотогальванического эффекта в квантовых ямах при комнатной температуре в широком интервале длин волн: от среднего инфракрасного (6–16 мкм) до терагерцового (100–500 мкм).

Ключевые слова:

квантовые ямы, теллурид ртути, молекулярно-лучевая эпитаксия, эллипсометрия, фотоприемники терагерцового излучения, фотогальванический эффект

Благодарность:

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке комплексного интеграционного проекта СО РАН № 3.20, программами РАН “Квантовые наноструктуры”, “Квантовая макрофизика” и немецкого научного общества (DFG).
Авторы выражают признательность Бурдиной Л.Д. за подготовку подложек, Карташову В.А., Ужакову И.Н. – за рост буферных слоев, Икусову Д.Г. и Смирнову Р.Н. – за выращивание наноструктур и Захарьяш Т.И. – за изготовление холловских структур.

Коды OCIS: 040.5570, 040.3060, 120.2130, 160.6000, 230.5160, 230.5590, 260.3090

Список источников:

1. Schulman J.N., McGill T.C. The CdTe/HgTe superlattice: Proposal for a new infrared material // Appl. Phys. Lett. 1979. V. 34. P. 663–665.
2. Goodwin M.W., Kinch M.A., Koestner R.J. Metal–insulator–semiconductor properties of HgTe–CdTe superlattices // J. Vac. Sci. Technol. 1988. V. A6. P. 2685–2692.
3. Zanatta J.P., Noel F., Ballet P., Hidadach N., Million A., Destefanis G., Mottin E., Kopp C., Picard E., Hadji E. HgCdTe MBE material for microcavity light emitters: application to gas detection in the 2–6 mkm range // J. Electron. Mater. 2003. V. 32. № 7. P. 602–607.
4. Zhou Y.D., Becker C.R., Selament Y., Chang Y., Ashokan R., Boreiko R.T., Aoki T., Smith D.J., Betz A.L., Sivananthan S. Far-infrared detector based on HgTe/HgCdTe superlattices // J. Electron. Mater. 2003. V. 32. № 7. P. 608–614.
5. Selament Y., Zhou Y.D., Zhao J., Chang Y., Becker C.R., Ashokan R., Grein C.H., Sivananthan S. HgTe/HgCdTe superlattices grown on CdTe/Si by molecular beam epitaxy for infrared detection // J. Electron. Mater. 2004. V. 33. № 6. P. 503–508.

6. Grein C.H., Jung H., Singh R., Flatte M.E. Comparison of normal and inverted band structure of HgTe/CdTe superlattices for very long wavelength infrared detector // J. Electron. Mater. 2005. V. 34. № 6. P. 905–908.
7. Ganichev S.D., Prettl W. Intense terahertz exitation in semiconductor // Oxford University Press, 2006. P. 75–78.
8. Дворецкий С.А., Икусов Д.Г., Квон Д.Х., Михайлов Н.Н., Дай Н., Смирнов Р.Н., Сидоров Ю.Г., Швец В.А. Выращивание квантовых ям HgTe/Cd0,735Hg0,265Te методом молекулярно-лучевой эпитаксии // Автометрия. Т. 43. № 4. С. 104–111.
9. Ivchenko E.L. Optical Spectroscopy of Semiconductor Nanostructures (Alpha Science International). Harrow. UK. 2005. 427 р.
10. Ganichev S.D., Ivchenko E.L. Spin Physics in Semiconductors / Еd. M.I. Dyakonov. In the Springer series in solid state sciences / Eds. M. Cardona, P. Fulde, K. von Klitzing, R. Merlin, H.-J. Queisser, H. Störmer. Berlin: Springer, 2008. 439 p.
11. Wittmann B., Danilov S.N., Kvon Z.D., Mikhailov N.N., Dvoretsky S.A., Ravash R., Prettl W., Ganichev S.D. Photogalvanic effects in HgTe quantum wells // arXiv cond-mat: 0708.2169 (2007).
12. Ganichev S.D., Weber W., Kiermaier J., Danilov S.N., Schuh D., Wegscheider W., Gerl Ch., Bougeard D., Abstreiter G., Prettl W. All-electric detection of the polarization state of terahertz laser radiation // J. Appl. Physics. 2008. V. 103. P. 114504.
13. Zhang X.C., Pfeuffer-Jeschke A., Ortner K., Hock V., Buhmann H., Becker C.R., Landwehr G. Rashba splitting in n-type modulation-doped HgTe quantum
wells with an inverted band structure // Phys. Rev. 2001. V. B63. P. 245305.