2015-09-06
1153
Для того чтобы в кристаллической решетке двух материалов, составляющих гетеропереход, не было дефектов, необходимо как минимум, чтобы два материала имели одну и ту же кристаллическую структуру и близкие периоды решеток. В этом случае структура получается без напряжений. Ясно, что не все материалы могут быть использованы для создания гетероперехода. На рисунке 6 представлены наиболее часто применяемыe материалы для создания гетеропереходов. Руководствуясь приведенным рисунком, можно создавать гетеропереходы «на заказ» с желаемой величиной разрыва зон или квантовую яму с заданной формой потенциала.
Рисунок 6. График зависимости энергии запрещенной зоны при низкой температуре отпостоянной решетки для ряда полупроводников со структурой алмаза и цинковой обманки.Затененные области объединяют группы полупроводников с близкими постояннымирешеток. Полупроводники, соединенные сплошными линиями, образуют между собой стабильные твердые растворы. Отрицательное значение, приведенное для энергиизапрещенной зоны HgSe, является спорным. Штриховые линии указывают на непрямые запрещенные зоны.
При определении свойств тройных и четверных соединений можно пользоваться обобщенным правилом Вегарда. В этом случае тройной состав 
можно описать как сочетание двух, а четверной 
, как сочетание трех или четырех двойных соединений. При этом значения физических параметров (
или 
) сложного соединения представляютсобой средние значения параметров двойных соединений, взятых с весом,пропорциональным их доле:
Для согласования эмпирических зависимостей с экспериментальными данными в правую часть этих соотношений вводят члены, квадратичные по x и y. В Таблице 1 приведены некоторые параметры наиболее распространенного тройного соединения AlGaAs.
Из правила Вегарда следует, что можно подобрать такой состав тройного соединения, при котором будут совпадать параметры решеток, но зонные параметры будут различные. Таким образом, можно получать гетеропереходы с заданными зонными параметрами. Так на подложке GaAs может быть выращен без значительных напряжений AlAs, а также твердый раствор 
практически любого состава. Как видно из графика у твердого раствора период решетки меняется менее чем на 0.15% при изменении х 0 до 1. Существует очень мало материалов, которые образуют гетеропереход с GaAs без напряжений.
Альтернативой подложки арсенида галлия является InP. Но на данной подложке могут быть без напряжений выращены только два твердых раствора: 
и 
.
