Терагерцовая спектроскопия примесных состояний в структурах на основе узкощелевых твердых растворов Hg1−xCdxTe

Аннотация

В работе выполнены исследования транспортных характеристик и спектров фотопроводимости методом фурье-спектроскопии в эпитаксиальных пленках Hg_1−xCd_xTe (x ~ 0,2). Исследовались как структуры с проводимостью n-типа (выращенные «как есть»), так и структуры с проводимостью p-типа (подвергнутые дополнительному отжигу). Выявлено качественное различие температурной зависимости сопротивления в отожженных и неотожженных образцах. В спектрах фотопроводимости обнаружены субщелевые особенности, связанные с примесными состояниями. На основе температурной зависимости интенсивностей «примесных» линий сделана оценка концентрации акцепторов.

Полученные результаты

• Исследованы транспортные свойства отожженных и неотожженных эпитаксиальных пленок Hg_1−xCd_xTe (x ~ 0,2). Продемонстрировано изменение типа проводимости в отожженных структурах. Выявлено качественное различие температурной зависимости сопротивления в отожженных и неотожженных образцах.
• Методом фурье-спектроскопии исследованы спектры фотопроводимости в отожженных эпитаксиальных пленках КРТ в диапазоне температур T = 5–50 К. Обнаружен сдвиг красной границы межзонного поглощения в сторону больших энергий с ростом температуры, что связано с увеличением ширины запрещенной зоны. Определена зависимость положения красной границы от температуры, что позволило уточнить состав исследуемых структур.
  
• В спектрах фотопроводимости обнаружены субщелевые особенности, связанные с примесными состояниями. Прослежена их температурная эволюция, определены температуры «исчезновения» особенностей, связанных с вакансиями ртути.
• В рамках простой модели, основанной на уравнении электронейтральности, используя данные о температурах «исчезновения», сделана оценка концентрации акцепторов. Получено, что характерное значение концентрации вакансий ртути после отжига составляет (1—2)×10¹⁵ см^-3.

Публикации по результатам работы

• Uaman Svetikova T. A., Ikonnikov A. , Rumyantsev V. V. et al., Evolution of the Impurity Photoconductivity in CdHgTe Epitaxial Films with Temperature // Semiconductors 53, 1266-1271 (2019).