Proceedings - Viện Vật lý

_________________________________________________________________________________Những tiến bộ trong Quang học, Quang tử, Quang phổ và Ứng dụng. 8/2006, Cần Thơ, Việt NamHình 2.5.: Phổ PR thực nghiệm của mẫuGa 0.95 Al 0.05 As/GaAs/GaAs:SiHình 2.6. So sánh phổ PR từ thực nghiệm(đường gạch chấm) và mô phỏng bằng lýthuyết (đường liền nét) [1] của mẫu đa lớp dịPhổ PR tổng hợp trên hình (2.5)gồm phần (∆R/R) A có biên độ cực đạitại 1.48 7 eV tương ứng với E g của lớpđa thành phần Ga 0.95 Al 0.05 As và phầnthứ 2 nằm phía bên trái là phổ chồngchập của (∆R/R) B,C với biên độ cựcđại tại 1.42 2 eV thể hiện E g của GaAs.Phía năng lượng thấp của phổ PR có 1peak có E = 1.37 8 eV, đây là dịchchuyển bức xạ vùng – tạp chất(acceptor Si) ở lớp đế gây ra bởi laser.Trên thực tế tại lớp trên cùng và lớpghép epitaxy cũng xảy ra hiện tượngquang phát quang gây bởi laser biếnđiệu, và nó đóng góp vào phần nănglượng thấp (biên độ cực đại) của phổPR của chính lớp đó. Còn tại vùngbước sóng dài thì không xảy ra hiệntượng FKO, nên ta vẫn thấy có peakphát quang của tạp chất Si trong phổPR. Biên độ và chu kỳ của phổ(∆R/R) A đều lớn hơn so với (∆R/R) B,Clà có thể hiểu được.Thật vậy, theo (1.2), biên độ tỉ lệ E Evới gexp , tức là đồng biến3/ 2thể Ga 1-x Al x As/GaAs/GaAs:Sivới năng lượng quang điện , đồng thời từ (1.3) ta có cũng đồng biến với F S .Trên thực tế, mật độ trạng thái trên bề mặt A khá cao, tức điện trường bềmặt F s (và do đó cũng như biên độ phổ) khá lớn so với mặt B và C, vốn là cácmặt tiếp xúc hình thành bởi công nghệ epitaxy. Do F S (A) > F S (B,C) nên năng lượngquang điện, biên độ, chu kỳ tại bề mặt A sẽ lớn hơn của bề mặt B.Từ hình (2.5), ta có vị trí năng lượng cực đại của phổ PR (chính là năng lượngvùng cấm của lớp Ga 1-x Al x As) bằng 1.48 7 eV. Từ (2.2) tính được x = 0.049 0.05hoàn toàn phù hợp với giá trị x = 0.05 mà nhà sản xuất cung cấp.Bảng 1: Kết quả xử lý phổ PR (hình 2.5) của mẫu Ga 1-x Al x As/GaAs/GaAs:SiF s (V/m) e b (eV) Q ss (C/m)Bề mặt A 2.2x10 6 2.8x10 -17 252x10 -6Bề mặt B,C 1.5x10 6 1.3x10 -13 174x10 -6Kết quả thực nghiệm và mô phỏng lý thuyết đều cho kết quả gần như nhau:F S (A) = 2.5x10 6 V/m và F S (B,C) = 1.7x10 6 V/m. Phổ mô phỏng PR rõ ràng không cótín hiệu phát quang vùng năng lượng thấp (E a = 1,37 8 eV).510