Estructura Superlattice InAs / GaSb Tipo II (T2SL)
Ganwafer can offer oblea epitaxial de GaSbcon estructura tipo II superlattice (T2SL). T2SL es un material basado en Sb de 6,1 Å del grupo III-V compuesto por InAs (6,0583 Å), GaSb (6,09593 Å) y AlSb (6,1355 Å) cuyas constantes de red son cercanas entre sí y sus compuestos se apilan periódicamente de acuerdo con un cierto espesor de capa, composición y orden. Debido al pequeño desajuste de red entre ellos, se pueden cultivar compuestos binarios o ternarios complejos. La brecha de energía de los materiales basados en Sb y compuestos relacionados oscila entre 0,41 eV (InAs) y 1,70 eV (AlSb). Más detalles de la estructura de superred de capa tensa de tipo 2 basada en GaSb, consulte lo siguiente:
1. Estructura InAs/GaSb T2SL
GANW200622-T2SL
| Crecimiento de la estructura T2SL | ||||
| Detalles de la capa | Material de la capa | Espesor / No de Monocapas (ML) | Tipo de dopaje / Concentración de dopaje | Número de períodos |
| 1ra capa: capa amortiguadora | GaSb | 800nm | p+-tipo / Ser: 1 x1018 cm-3 | Una sola capa |
| 2.ª capa: 0,5 µm de espesor tipo n+, región de barrera M | InAs | - | No dopado | ~111períodos |
| GaSb | - | - | ||
| 3.ª capa: 2,2 µm de espesor ligeramente dopado tipo p (temperatura de dopado Be: 760 °C), región π | InAs | - | - | ~330períodos |
| GaSb | - | - | ||
| InSb | - | - | ||
| Cuarta capa: 0,5 µm de espesor ligeramente dopado tipo n dopado, región M | InAs | - | - | ~54períodos |
| GaSb | - | - | ||
| AlSb | - | - | ||
| GaSb | 5ML | - | ||
| Quinta capa: 0,5 µm de espesor tipo n+, región de barrera M | InAs | - | - | ~54períodos |
| GaSb | - | No dopado | ||
| AlSb | - | - | ||
| GaSb | - | - | ||
| Sexta capa: capa de contacto superior y superior | InAs | - | n+-tipo / – | Una sola capa |
Sustrato：Sustrato GaSb (001) de 3 pulgadas (dopado tipo n / Te: E16)
2. Acerca de InAs/GaSb Tipo II Superlattice
El material InAs/GaSb T2SL, que tiene una estructura de banda tipo II, se forma apilando películas delgadas de InAs y películas delgadas de GaSb de acuerdo con diferentes períodos de disposición. En la interfaz entre las capas de InAs y GaSb, la parte superior de la banda de conducción de la capa de InAs es aproximadamente 150 meV más baja que la parte inferior de la banda de valencia de la capa de GaSb, formando así una estructura de heterounión tipo II. El ancho de banda prohibido del material T2SL está formado por la brecha de banda entre la parte inferior de la microcinta de electrones (C1) y la parte superior de la primera microcinta de agujeros pesados (HH1) en la zona de Brillouin. Dependiendo del espesor y la disposición de las películas, en teoría, el ancho de banda prohibido de la superred tipo 2 se puede ajustar continuamente entre 0 y 400 meV, como se muestra en la figura siguiente:
Estructura de la banda de energía de la superred de InAs / GaSb
3. Aplicaciones de la Tecnología Superlattice Tipo II
La superred de capa estresada (SLS) basada en Sb, especialmente los materiales de superred de tipo II (T2SL), tiene una amplia gama de aplicaciones en detectores, láseres y moduladores, especialmente en el campo de la detección infrarroja. Debido al gran potencial y las ventajas, generalmente se cree que el material T2SL puede reemplazar al material HgCdTe (MCT) convencional actual. Los materiales de superred de InAs/GaSb tipo II de alta calidad se han desarrollado mediante la tecnología de epitaxia de haz molecular (MBE), y se han desarrollado con éxito detectores infrarrojos de superred de tipo II de alto rendimiento que cubren toda la banda infrarroja.
Detector infrarrojo T2SL que cubre todas las bandas de frecuencia infrarroja
4. Ventajas de InAs/GaSb T2SL
La banda de valencia de GaSb es más alta que la banda de conducción del material InAs. Como resultado, las capas de InAs y GaSb separadas en el espacio real forman un pozo de potencial de banda de conducción y un pozo de potencial de banda de valencia, respectivamente. Los electrones y los huecos están confinados en las capas de InAs y GaSb, respectivamente. Por otro lado, la masa efectiva de electrones es la luz y las funciones de onda de los electrones pasan a través de la superposición de las capas de barrera para formar una estructura de microbanda. Las transiciones de portadoras causadas por la acción de la radiación infrarroja externa pertenecen a las transiciones entre bandas. Esta estructura de banda especial permite que los materiales de superredes semiconductores de tipo II tengan las siguientes ventajas:
1) Las transiciones entre bandas pueden absorber la incidencia normal y tener una alta eficiencia cuántica;
2) Al ajustar la tensión y su estructura de banda de energía, la separación de los agujeros pesados y ligeros es grande, la recombinación Auger y las corrientes oscuras relacionadas se reducen, y la temperatura de funcionamiento de la matriz de plano focal de superred de tipo ii aumenta;
3) La masa efectiva de electrones es grande, que es tres veces la de HgCdTe (para T2SL, la masa de electrones es mmi≈0,03 m0; para HgCdTe, la masa del electrón es mmi≈0,01 m0). La corriente de túnel es pequeña y se puede obtener una alta tasa de detección, especialmente en onda ultralarga;
4) Brecha de banda ajustable, longitud de onda de respuesta ajustable de onda corta a 30 um, puede preparar dispositivos de onda corta, onda media, onda larga, onda ultra larga, bicolor y multicolor;
5) Basado en la tecnología de crecimiento de materiales III-V, la uniformidad del material en áreas grandes es buena y el costo es bajo. El uso de MBE para el crecimiento de superredes de capa tensa de tipo 2 tiene un alto grado de libertad de diseño, fácil control de dopaje, sin fluctuaciones de aleación ni defectos de racimo, y buena uniformidad del detector de plano focal.
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