Политипные сверхрешетки

Как говорилось выше, политипные сверхрешетки могут быть созданы, если дополнить систему InAs—GaSb третьим веществом — AlSb (рис. 4, в). На рис. 7, а показаны энергии краев зон AlSb по отношению к зонам GaSb и InAs. Минимум зоны проводимости в AlSb расположен в точке X импульсного пространства в отличие от GaSb и InAs, где он находится в точке Г. Тем не менее благодаря относительно широкой запрещенной зоне AlSb (1,6 эВ), перекрывающей запрещенные зоны GaSb и InAs, слои AlSb в сверхрешетках и гетероструктурах служат потенциальными барьерами как для электронов, так и для дырок. Следует отметить, что близость постоянных решеток AlSb (6,136 A), GaSb (6,095 А) и InAs (6,058 А) [133] способствует гетероэпитаксии. Поэтому указанные полупроводники, существенно различные по параметрам зон, состав-ляют уникальную комбинацию среди всего класса соединений типа A^III B^V.

Рассматриваемые политипные сверхрешетки конструируются из базовых многопереходных элементов типа ВАС, АВСА, АСВСА и т. д. (рис. 7, б), где А означает AlSb, В —GaSb, а С —InAs.

Гетеропереходы между отдельными составляющими политипной сверхрешетки сами по себе обладают интересными характеристиками [133]. Гетеропереходы GaSb—AlSb, например, имеют очень интересную зонную картину. В соответствии с правилом общего аниона [157, 166] разрыв в валентной зоне ∆Е_V для них должен быть очень малым, в то время как разрыв в зоне проводимости ∆Е_с весьма велик. Поэтому квантовые ямы в зоне проводимости сверхрешеток GaSb—AlSb столь глубоки, что энергии квантовых уровней не зависят от точного значения ∆Е_с. Кроме того, не слишком малая разность постоянных решетки GaSb и AlSb (∆а₀/а₀ = 0,65% [155]) позволяет изучать влияние напряжений несоответствия на свойства сверхрешетки.

Рис. 7. Энергии краев зон AlSb по отношению к GaSb и InAs (а) и энергетические диаграммы двух типов политипных сверхрешеток (б) [133] Заштрихованные области отвечают запрещенным зонам.

Очевидно, что все характеристики гетеропереходов между отдельными компонентами определяют и свойства политипной сверхрешетки в целом.