GaAs基GaSb体与InAs/GaSb超晶格的MBE生长与特性研究

本文主要探讨了GaAs基GaSb体材料及InAs/GaSb超晶格材料的分子束外延(MBE)生长技术。首先，研究者采用了一种先进的分子束外延方法，在高纯度的GaAs(100)衬底上成功地生长出了高质量的GaSb体材料。GaSb作为缓冲层，其性能对于后续超晶格的生长至关重要，因为它能够提供一个平滑的界面，减少生长过程中的应力和缺陷。 随后，作者利用这种生长的GaSb作为基础，进一步生长了不同厚度的InAs/GaSb超晶格结构。这些超晶格的关键特性在于其周期性的InAs层嵌入在GaSb层中，形成了InAs/GaSb II 型结构。这种结构的独特之处在于其能调整导带和价带之间的微带间距，使得光吸收响应范围覆盖2-30微米，这对于红外探测器的应用有着显著的优势，特别是在抑制俄歇复合现象方面，有助于实现室温下的高性能红外探测器。 研究结果表明，10K温度下，InAs/GaSb超晶格的光致发光谱峰值波长落在2.0-2.6微米范围内，这显示出材料在特定红外光谱区域的高效响应。通过高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）的观察，证实了超晶格界面的清晰性和周期性完整性，这是保证材料性能和器件质量的关键因素。 GaAs作为新的基片选择，不仅降低了成本，简化了工艺，还为InAs/GaSb超晶格的工业化生产提供了可能。此外，GaAs基的p2GaSb/n2GaAs结构因其潜在的热光伏电池应用而备受关注，这使得在GaAs上生长高质量GaSb体材料的研究具有重要的科学价值和商业前景。 这项研究不仅推进了InAs/GaSb超晶格材料的发展，也为GaAs衬底上的新型红外探测器和热光伏电池技术开辟了新的路径，为未来的高性能光电器件设计和制造提供了关键技术支撑。