Bi 掺杂 GaAs(001) 半导体的电子性质
材料科学
2019-04-10 v1
摘要
尽管在光电子学和拓扑绝缘体领域具有潜力，关于 Bi 掺杂 GaAs 的实验能带结构研究仍很匮乏。原因在于生长复杂，往往使块体尤其表面性质处于未定义状态。此处我们深入研究了通过分子束外延生长、具有高位 (001) 结晶序且表面结构明确的 GaAsBi 外延层的结构与电子性质，这由低能电子衍射证实。X 射线与紫外光电子能谱以及变光子能角分辨光电子能谱数据，得以将具有 对称性的富 Bi 表面层与掺入 GaAs 块体矩阵中的 Bi 原子效应分离开。经轻度离子轰击及后续退火步骤后，掺入 GaAs 块体、浓度高达约 \% 的 Bi 的影响在角分辨光电子能谱中可见。我们通过含与不含 Bi 的块体及 重构 slab 几何的密度泛函理论模拟解释结果。实验与理论均明显显示 Bi 诱导的 GaAs 重空穴与轻空穴块体带色散的能量移动，这与光学带隙的调制相关，从而关乎光电子学应用。
引用
@article{arxiv.1806.08256,
title = {Electronic properties of Bi-doped GaAs(001) semiconductors},
author = {Jan Honolka and Conor D. Hogan and Martin Vondracek and Yaroslav Poliak and Fabrizio Arciprete and Ernesto Placidi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.08256},
year = {2019}
}
备注
13 pages, 15 figures