非平衡锗锡半导体中的空位复合体
应用物理
2019-09-16 v1 材料科学
摘要
理解外延 GeSn 亚稳合金中类空位缺陷的性质和行为，对于阐明这些新兴半导体的结构和光电特性至关重要。由于生长 Sn 含量显著高于 1 at.% 平衡溶解度的 GeSn 层所需的外延温度相对较低，空位及其复合体的形成预期会受到促进。这些缺陷会影响微观结构和载流子寿命。在此，为识别与空位相关的复合体并探究其随 Sn 含量的演化，我们结合深度剖析脉冲低能正电子湮没寿命谱和多普勒展宽谱，研究了 Sn 含量在 6.5–13.0 at.% 范围内的 GeSn 外延层。样品通过化学气相沉积法在 300 至 330 {\deg}C 的温度下生长。无论 Sn 含量如何，所有 GeSn 样品均显示出正电子湮没线展宽参数相同的深度依赖性增加，这证实了开放体积缺陷的存在。测得的平均正电子寿命在近表面区域最高（380–395 ps），并在分析厚度内单调下降，但仍高于 350 ps。所有 GeSn 层的寿命比 Ge 参考层高 85 至 110 ps。令人惊讶的是，这些寿命随 GeSn 层中 Sn 含量的增加而降低。这些测量表明双空位是原生 GeSn 层中的主要缺陷。然而，其相应寿命被发现短于外延 Ge 中的寿命，从而表明 Sn 的存在可能改变双空位的结构。此外，发现 GeSn 层还含有少量空位团簇，且随着 Sn 含量增加其重要性降低。
引用
@article{arxiv.1904.09909,
title = {Vacancy complexes in nonequilibrium germanium-tin semiconductors},
author = {Simone Assali and Mohamed Elsayed and Jérôme Nicolas and Maciej Oskar Liedke and Andreas Wagner and Maik Butterling and Reinhard Krause-Rehberg and Oussama Moutanabbir},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.09909},
year = {2019}
}