Fizika fakulteti

2.7 Izoperiodik geterostrukturalar

Qattı sheshimler heterojunksiyalar hám olarǵa tiykarlanǵan apparatlardı jaratıw ushın keń múmkinshiliklerdi ashıp beredi. Geterojunksiya – hár túrlı ΔEo bolǵan eki yarım ótkeriwshiniń baylanısı. Ideal baylanıs qásiyetlerine iye bolǵan heterojunksiyalarni alıw ushın mexanik, kristallı ximiyalıq hám ıssılıq qásiyetleri boyınsha materiallardıń bir-birine sáykes keliwi ushın bir qatar shártlerdi orınlaw kerek. Kontakt juftligi ushın materiallardı tańlawda sheshiwshi kriterya olardıń kristall torı hám LTEC dáwirleriniń sáykes keliwi bolıp tabıladı. Geteroyunksiyalarning elektr ózgeshelikleriniń ayrıqshalıqı sonda, zaryad tasıwshılardı keń boslıqlı yarım ótkezgishten tar aralıq yarım ótkezgishge quyılıw ústinlik etedi.

Eger heteropairning strukturalıq bólimleri pútkil kontsentratsiya diapazonında óz-ara eriwsheńlikke iye bolsa, ol jaǵdayda AS ximiyalıq birikpesi hám oǵan tiykarlanǵan qattı eritpe – AxB1-xS ortasında heterojunksiyalar jaratıw ushın kem ushraytuǵın múmkinshilik payda boladı. Bul jaǵday bir neshe optoelektronik apparatlar – geterolazerlar, jaqtılıq shıǵaratuǵın diodlar hám joqarı tezlikte isleytuǵın fotodetektorlarni (nurlanıw dárekleri hám qabıl etiwshilerin) óndiriste zárúrli áhmiyetke iye bolǵan baylanıs shegarası daǵı materiallardıń qásiyetlerin mashqalasız ózgertiwge múmkinshilik beredi.

AIIIVV tipidagi yarım ótkeriwshiler arasında ideal heterojunksiyalarni jaratıw ushın eń jaqsı juplıqlar GaAs – AlxGa1-xAs hám GaSb – AlxGa1. xSb sistemaları esaplanadı. Bul heteropairlarning abzallıqları sonda, qattı eritpeler degi tor dáwiri quramına kúshsiz baylanıslı hám ekilik birikpediń (uyqas túrde GaAs hám GaSb) tor dáwirine jaqın.

Mısal jol menende er-hayal heterostrukturali lazer sxemasın kórip shıǵıń (2. 2-súwret). Zaryad tasıwshılar hám jaqtılıq nurlanıwınıń rekombinatsiyasi regioni orta tar boslıqlı aktiv qatlamda tóplanǵan

(p-GaAs) eki keń boslıq shıǵarıwshı ortasında

(AlxGa1-xAs). Bunday dúzılıwda tuwrıdan-tuwrı kernew qollanılǵanda, aktiv qatlamǵa zaryad tasıwshılardıń óz-ara in'ektsiyasi ámelge asıriladı. Nátiyjeli qozǵalıw sebepli lyuminesansning joqarı kvant rentabelligini alıw hám izbe-iz nurlanıwdı payda etiw ushın talap etiletuǵın aǵıs qısıqlıǵın kemeytiw múmkin. Tosıq aǵımınıń tómenlewi apparatlardıń islew múddetin ko'paytiradi hám T = 300 K de turaqlı lasing rejimine erisiwge múmkinshilik beredi, buǵan pn birikpesi menen bir hil strukturalarǵa tiykarlanǵan in'ektsiya lazerlarida erisip bolmaydı.

AxB1-xCyD1-y tipidagi tórt komponentli qattı eritpelerden paydalanilganda, juftlash materialları parametrlerin ózgertiw ushın qosımsha erkinlik dárejesi payda boladı. Eń qızıqlı hám úyrenilgen qattı sheshimler GaxIn1-xAs1-yPy bolıp, onıń ornın basıw ulıwma stokiometriyani saqlap eki tómengi bólekte de júz boladı, yaǵnıy. Metall hám metalloid atomlarining ulıwma sanlarınıń teńligi. Bunday qattı eritpediń dáslepki strukturalıq bólimleri retinde tórtew ekilik birikpeni kórip shıǵıw múmkin: GaP, InP, GaAs, InAs.

InP-ga izoperiodik almastırıw menen GaxIn1-xAs1-yPy qattı eritpeleri bólek qızıǵıwshılıq oyatıp atır. Olardıń quramına qaray, olardıń ΔE0 0, 75 ten 1, 35 eV ge shekem ózgeriwi múmkin. InP – GaxIn1-xAs1-yPy hetero jupine tiykarlanǵan in'ektsion lazerlar FOCLlarda paydalanıw ushın úmit baxsh etedi, sebebi olardıń nurlanıwınıń spektral diapazonı kvarts tolasining minimal optikalıq joǵatılıwına tuwrı keledi.