[PDF]     http://dx.doi.org/10.3952/lithjphys.51401

Open access article / Atviros prieigos straipsnis

Lith. J. Phys. 51, 270–275 (2011)


ELECTRON TRANSPORT IN MODULATION-DOPED InAlAs/InGaAs/InAlAs AND AlGaAs/InGaAs/AlGaAs HETEROSTRUCTURES
J. Požela a, K. Požela a, V. Jucienė a, A. Sužiedėlis a, N. Žurauskienė a, and A.S. Shkolnik b
a Semiconductor Physics Institute, Center for Physical Sciences and Technology, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania
E-mail: pozela@pfi.lt
b Innolume GmbH, Konrad-Adenauer-Allee 11, 44263 Dortmund, Germany

Received 14 June 2011; revised 3 November 2011; accepted 1 December 2011

The possibilities of enhancing the electron mobility and high-field drift velocity in channels of modulation-doped InAlAs/InGaAs and AlGaAs/InGaAs quantum wells by tuning interaction of electrons with interface phonons are tested and reviewed. A large increase in the mobility is achieved in a novel metamorphic In0.7Al0.3As/In0.8Ga0.2As structure with the high InAs content in the InAlAs barrier layer as well as in the AlxGa1-xAs/In0.2Ga0.8As structure with the low AlAs content in the AlGaAs barrier layer. An enhancement in the electron mobility by inserting thin InAs layers into the In0.52Al0.48As/In0.53Ga0.47As quantum well is obtained. The electron drift velocity saturates at high electric fields of 1.5–5 kV/cm and achieves a maximal value of 2.5·107 cm/s in the InGaAs quantum well with the thin InAs and GaAs inserts.
Keywords: electron transport, electron–phonon scattering, InAlAs/InGaAs/InAlAs heterostructures, AlGaAs/InGaAs/AlGaAs heterostructures
PACS: 72.20.Ht, 72.10.Di, 73.40.Kp, 73.63.Hs


ELEKTRONŲ PERNAŠA MODULIUOTAI LEGIRUOTUOSE InAlAs/InGaAs/InAlAs IR AlGaAs/InGaAs/AlGaAs DARINIUOSE
J. Požela a, K. Požela a, V. Jucienė a, A. Sužiedėlis a, N. Žurauskienė a, A.S. Shkolnik b
a Fizinių ir technologijos mokslų centro Puslaidininkių fizikos institutas,Vilnius, Lietuva
b Innolume GmbH, Dortmundas, Vokietija

Tiriamos ir apžvelgiamos elektronų judrio ir dreifo greičio stipriuose elektriniuose laukuose padidinimo galimybės moduliuotai legiruotų InAlAs/InGaAs ir AlGaAs/InGaAs darinių kvantinėse duobėse, reguliuojant elektronų sąveiką su paviršiniais fononais. Judris itin padidėjo naujame metamorfiniame In0,7Al0,3As/In0,8Ga0,2As darinyje su didele InAs moline dalimi InAlAs barjero sluoksnyje, taip pat AlxGa1-xAs/In0.2Ga0.8As darinyje su maža InAs dalimi AlGaAs barjero sluoksnyje. Taip pat judris padidėjo, kai ploni InAs sluoksniai yra įterpti į In0,52Al0,48As/In0,53Ga0,47As kvantinę duobę. Elektronų dreifo greitis įsisotina 1,5–5 kV/cm stiprio elektriniuose laukuose ir jo maksimali vertė yra 2,5·107 cm/s InGaAs kvantinėse duobėse, turinčiose plonus InAs ir GaAs intarpus.


References / Nuorodos

[1] B.K. Ridley, Phys. Rev. B 39, 5282 (1989),
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.39.5282
[2] R. Haupt and L. Wendler, Phys. Rev. B 44, 1850 (1991),
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.44.1850
[3] J. Požela, A. Namajūnas, K. Požela, and V. Jucienė, J. Appl. Phys. 81, 1775 (1997),
http://dx.doi.org/10.1063/1.364033
[4] M.A. Stroscio and M. Dutta, Phonons in Nanostructures (Cambridge University Press, Cambridge, 2005),
http://dx.doi.org/10.2277/0521018056
[5] J. Požela, K. Požela, and V. Jucienė, Semiconductors 41, 1074 (2007) [Fiz. Tekh. Poluprovodn. 41, 1093 (2007), in Russian],
http://dx.doi.org/10.1134/S1063782607090126
[6] J. Požela, K. Požela, R. Raguotis, and V. Jucienė, Semiconductors 45, 761 (2011) [Fiz. Tekh. Poluprovodn. 45, 778 (2011), in Russian],
http://dx.doi.org/10.1134/S1063782611060212
[7] D.R. Anderson, N.A. Zakhleniuk, M. Babiker, B.K. Ridley, and C.R. Bennet, Phys. Rev. B 63, 245313 (2001),
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.63.245313
[8] V.A. Kulbachinskii, I.S. Vasil’evskii, R.A. Lunin, G. Galistu, A. de Visser, G.B. Galiev, S.S. Shirokov, and V.G. Mokerov, Semicond. Sci. Technol. 22, 222 (2007),
http://dx.doi.org/10.1088/0268-1242/22/3/009
[9] G.B. Galiev, I.S. Vasil’evskii, E.A. Klimov, V.G. Mokerov, and A.A. Cherechukin, Semiconductors 40, 1445 (2006) [Fiz. Tekh. Poluprovodn. 40, 1479 (2006), in Russian],
http://dx.doi.org/10.1134/S1063782606120141
[10] I.S. Vasil’evskii, G.B. Galiev, E.A. Klimov, V.G. Mokerov, S.S. Shirokov, R.M. Imamov, and I.A. Subbotin, Semiconductors 42, 1084 (2008) [Fiz. Tekh. Poluprovodn. 42, 1102 (2008), in Russian],
http://dx.doi.org/10.1134/S1063782608090145
[11] V.G. Mokerov, I.S. Vasil’evskii, G.B. Galiev, J. Požela, K. Požela, A. Sužiedėlis, V. Jucienė, and Č. Paškevič, Semiconductors 43, 458 (2009) [Fiz. Tekh. Poluprovodn. 43, 478 (2009), in Russian],
http://dx.doi.org/10.1134/S1063782609040095
[12] J. Požela, K. Požela, A. Shkolnik, A. Sužiedėlis, V. Jucienė, S. Mikhrin, and V. Mikhrin, Phys. Status Solidi C 6, 2713 (2009),
http://dx.doi.org/10.1002/pssc.200982526
[13] I.S. Vasil’evskii, G.B. Galiev, Yu. А. Matveev, E.A. Klimov, J. Požela, K. Požela, A. Sužiedėlis, Č. Paškevič, and V. Jucienė, Semiconductors 44, 898 (2010) [Fiz. Tekh. Poluprovodn. 44, 928 (2010), in Russian],
http://dx.doi.org/10.1134/S1063782610070122
[14] J. Požela, K. Požela, V. Jucienė, and A. Shkolnik, Semicond. Sci. Technol. 26, 014025 (2011),
http://dx.doi.org/10.1088/0268-1242/26/1/014025
[15] J. Požela, K. Požela, V. Jucienė, I.S. Vasil’evskii, G.B. Galiev, E.A. Klimov, A. Sužiedėlis, N. Žurauskienė, V. Stankevič, S. Keršulis, and Č. Paškevič, Acta Phys. Pol. A 119, 170 (2011),
http://przyrbwn.icm.edu.pl/APP/ABSTR/119/a119-2-24.html
[16] K. Onda, A. Fujihara, A. Vakejima, E. Mizuki, T. Nakayama, H. Miyamoto, Y. Ando, and M. Kanamori, IEEE Electron Dev. Lett. 19, 300 (1998),
http://dx.doi.org/10.1109/55.704406
[17] H. Zhao, Y.-T. Chen, J.H. Yum, Y. Wang, F. Zhou, F. Xue, and J.C. Lee, Appl. Phys. Lett. 96, 102101 (2010),
http://dx.doi.org/10.1063/1.3350893
[18] M. Dyakonov and M. Shur, Phys. Rev. Lett. 71, 2465 (1993),
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.71.2465
[19] N. Dyakonova, F. Teppe, J. Łusakowski, W. Knap, M. Levinshtein, A.P. Dmitriev, M.S. Shur, S. Bollaert, and A. Cappy, J. Appl. Phys. 97, 114313 (2005),
http://dx.doi.org/10.1063/1.1921339
[20] X. Wallart, B. Pinsard, and F. Mollot, J. Appl. Phys. 97, 053706 (2005),
http://dx.doi.org/10.1063/1.1858871
[21] V. Drouot, M. Gendry, C. Santinelli, P. Victorovitch, G. Hollinger, S. Elleuch, and J.-L. Pelouard, J. Appl. Phys. 77, 1810 (1995),
http://dx.doi.org/10.1063/1.358879
[22] M. Tacano, Y. Sugiyama, Y. Takeuchi, and Y. Ueno, J. Electron. Mater. 20, 1081 (1991),
http://dx.doi.org/10.1007/BF03030211