Методами нейтронографии и высокоразрешающей рентгеновской дифрактометрии исследованы структурные характеристики гетероструктур на основе гетеропары InGaAs/GaAs, в том числе многослойной периодической гетероструктуры с квантовыми ямами InGaAs, содержащей 30 периодов. Продемонстрированы необходимость измерения карт обратного пространства около симметричных и асимметричных узлов отражения в дополнение к кривым дифракционного отражения для выявления качественных и количественных параметров кристаллической структуры гетероэпитаксиальных материалов, а также возможность применения такого измерения не только для гетероструктур, представляющих собой одиночный слой на подложке, а также для многослойных периодических эпитаксиальных структур. По результатам измерений методом рентгеновской дифрактометрии вычислены параметры кристаллических решёток слоёв InGaAs и GaAs в вертикальном и латеральном направлениях относительно плоскости поверхности подложки, толщины слоёв l и состав x твёрдого раствора InxGa1-xAs в гетероструктурах, оценена степень релаксации слоёв по измерениям карт обратного пространства около асимметричных узлов отражения. Методом нейтронографии была измерена многослойная гетероструктура, получен профиль толщины слоёв сверхрешётки по глубине структуры, оценены средние значения толщин квантовых ям InGaAs и барьеров GaAs. Установлено соответствие между результатами измерений средних толщин слоёв и периода сверхрешётки для многослойной периодической гетероструктуры различными методами, а также с технологическими ростовыми данными.
Structural characteristics of heterostructures based on InGaAs/GaAs heteropair, including multilayer periodic heterostructure with InGaAs quantum wells containing 30 periods, were investigated by neutron diffraction and high-resolution X-ray diffractometry. The necessity of measuring the reciprocal space maps near symmetric and asymmetric reflection nodes in addition to the diffraction rocking curves for revealing the qualitative and quantitative features of crystal structure of heteroepitaxial materials was demonstrated, as well as the possibility to apply this measurement not only for heterostructures with a layer on a substrate, but also for multilayer periodic epitaxial structures. The total crystal lattice parameters of the InGaAs and GaAs layers in the vertical and lateral directions relative to the substrate plane, the layer’s thicknesses l and the compositions x of the InxGa1-xAs solid solution in heterostructures were calculated by X-ray diffraction measurements, the degree of relaxation of the layers was estimated by measurements of the reciprocal space maps near asymmetric reflection nodes. The multilayer heterostructure was researched by neutron diffraction, the thickness profile of the superlattice layers was obtained over the depth of the structure, and the average thicknesses of the InGaAs quantum well and GaAs barrier were estimated. The correspondence was established between the results of measurements for average layer’s thicknesses and the superlattice period for multilayer periodic heterostructure by various methods, as well as with technological growth data.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- eLIBRARY ID
- 44185822
