中科院制備出近全組分可調(diào)的高質(zhì)量三元合金半導(dǎo)體納米線

中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所的研究人員制備出了近全組分可調(diào)的高質(zhì)量GaAs1-xSbx納米線，有望加速GaAs1-xSbx三元合金納米線能帶工程在下一代近紅外發(fā)光二極管、激光器及光纖通訊等方面的應(yīng)用。

作為重要的三元合金半導(dǎo)體材料，GaAs1-xSbx具有禁帶寬度可從1.42eV（GaAs）到0.72eV （GaSb）大范圍調(diào)諧等特點，是一種極具潛力的能帶工程材料，在光纖通信系統(tǒng)、紅外發(fā)光二極管、光探測器、激光器及異質(zhì)結(jié)雙極晶體管等方面應(yīng)用前景廣闊。但高質(zhì)量的高Sb組分GaAs1-xSbx薄膜的制備仍存在很大的挑戰(zhàn)。

研究人員利用分子束外延技術(shù)，通過調(diào)控Sb、As源爐束流，以及生長室As蒸汽壓的大小，在國際上率先在Si襯底及GaAs納米線上制備出了近全組分可調(diào)的GaAs1-xSbx納米線。測試結(jié)果表明，GaAs1-xSbx納米線具有純閃鋅礦單晶結(jié)構(gòu)，其光致發(fā)光波長在77K時可從844nm（GaAs）調(diào)控到1760nm（GaAs0.07Sb0.93），禁帶寬度調(diào)諧范圍達到0.76eV，在室溫拉曼光譜中觀察到了光學(xué)聲子隨Sb組分增加而出現(xiàn)紅移的現(xiàn)象。此外，利用該納米線制作的場效應(yīng)器件在低Sb組分時具有明顯的整流效應(yīng)，隨著Sb組分的升高，整流效應(yīng)消失。 (科 苑)