Influence of the magnetic field on the charge transport in InxGa1-xAs (0 x ≤ x ≤ 1) MBE layers

• Autorzy: Wolkenberg A. , Przesławski T.

Warianty tytułu

PL

Wpływ pola magnetycznego na transport ładunków w warstwach InxGa1-xAs (0 ≤ x ≤ 1) otrzymywanych technologią MBE

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The Hali effect and magnetoresistance measurements in InxGa1-xAs alloys have been carried out over the entire range of compositions x(x=0, x=0.53 and x=1) in the magnetic field up to 1.5 T. InGaAs layers were grown by molecular beam epitaxy (MBE) onto GaAs and InP substrates. Despite the large lattice mismatch (≤ 7.2%) InxGa1-xAs layers showed excellent morphological and structural properties as determined by double crystal X-ray diffraction. Heteroepitaxially grown InAs and In0.53Ga0.47As layers exhibited pronounced maximum of Hali coefficient at temperaturę about ~60 K, which is characteristic of impurity-band transport. Additionally all InGaAs layers showed several anomalous behaviour like strong non-linear character in the magnetic field dependence of their Hali coefficients, non-quadratic weak magnetic field dependence of magnetoresistance, and the temperature dependence of their electron mobility. These are attributed to inhomogeneous distribution of misfit dislocation, and are interpreted in terms of two-layer model, one with bulk like and the other with strongly dislocated region at the heterointerface.

PL

Pomierzono zjawisko Halla i magnetorezystancje w stopach InxGa1-xAs przy różnych wartościach x (x = 0, x=0,53 i x= 1) w polach magnetycznych do 1,5 T. Warstwy InGaAs były osadzane na podłożach z GaAs i InP w procesie MBE. Pomimo dużego niedopasowania sieciowego (≤ 7,2%) warstwy InxGa1-xAs wykazują dobrą strukturę, co wynika z badań XRD. Heteroepitaksjalne warstwy InAs i In0.53Ga0.47As wykazują się maksimum współczynnika Halla w temperaturze ~60 K charakterystyczną dla transportu przez pasmo domieszek. Ponadto warstwy InGaAs wykazują silnie nieliniowy charakter zależności współczynnika Halla od pola magnetycznego, niewielkie odchylenie od zależności kwadratowej magnetorezystancji od pola magnetycznego i zależność temperaturową ruchliwości elektronów. Przypisujemy to niehomogenicznemu rozkładowi dyslokacji niedopasowania i interpretujemy to w modelu dwuwarstwowym, składającym się z warstwy obszaru objętościowego i warstwy międzypowierzchniowej przy podłożu, silnie wzbogaconej dyslokacjami.

Słowa kluczowe

EN

Hall effects; magnetoresistance; InxGa1-xAs); charge transport; two layers mode

PL

zjawisko Halla; magnetorezystancja; InxGa1-xAs; transport nośników; model dwuwarstwowy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 49, nr 2
• Strony: 72--75
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wolkenberg A.

autor

Przesławski T.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

Bibliografia

• [1] Look D.C.: Electrical Characterization of GaAs Materials and Devices. John Willey, New York, 1989, p. 5,115,227.
• [2] Wolkenberg A., Przesławski T., Kaniewski J., Bąk-Misiuk J., Regiński K.: Mater. Sci. Eng. B77 250 (2000).
• [3] Przesławski T., Wolkenberg A., Regiński K., Kaniewski J., Bąk-Misiuk J.: Growth and transport properties of relaxed epilayers of InAs on GaAs, 3rd International Workshop on MOLECULAR BEAM EPITAXY GROWTH PHYSICS and TECHNOLOGY. Warsaw, Poland, May 23-28, (1999), Thin Solid Films 367 (2000) 232.
• [4] Wolkenberg A., Przesławski T., Regiński K., Bąk-Misiuk J., Kaniewski J.: Inżynieria Materiałowa, XXI (2000) 137.
• [5] Van der Merwe J.H.: J. Appl. Phys. 34 (1963) 123.
• [6] Matthews J.W., Blakeslee A.E.: J. Crystal Growth 27 (1974) 118.
• [7] People R., Bean J.C.: Appl. Phys. Lett. 47 (1985) 322.
• [8] Nakao H., Yao T.: Jpn. J. Appl. Phys. 28 (1989) L352.
• [9] Okamoto K., Hananoki R., Sakiyama K.: Jpn. J. Appl. Phys. 33 (1994)28.
• [10] Wolkenberg A., Przesławski T.: Elektronika, XLVIII (2007) in print
• [11] Davey J.E., Tiernan R.J., Pankey T., Montgomery M.D.: Solid-State Electronics 6 (1963) 205. [12] Courvoisier J. C., Haidinger W., Jochems P. J. W., Tummers L. J.: Solid-State Electronics 6 (1963) 265.
• [13] Johannessen J.S.: Physica Status Solidi (A), 11 (1972) 469.
• [14] Johannessen J.S.: Physica Status Solidi (A), 26 (1974) K53.
• [15] Nakamura H., Ikeda K., Yamaguchi S.: Jpn. J. Appl. Phys., 38 (1999) 5745.
• [16] Kiriejew P.S.: Fizyka półprzewodników. PWN, s. 314, (1969).
• [17] Weiss H.: Magnetoresistance, in Semiconductors and Semimetals, Eds. R. K. Willardson, A. C. Beer, (Academic Press, Boston, 1966) ch.1,p. 315.
• [18] Seeger K.: Semiconductor Physics, Springer, 1982 p. 63.
• [19] Kim J.S., Seiler D.G., Tseng W.F.: J. Appl. Phys., 73 (1993) 8324.
• [20] Cuttris D.B.: Bell System Technical Journal, 40 (1961) 509.
• [21] Irvin J.C.: Bell System Technical Journal, 41 (1962) 387.
• [22] Sze S.M., Irvin J.C.: Solid-State Electronics, 11 (1968) 599.
• [23] Chen Y.C., Li S.H., Bhattacharya P.K., Singh J., Hinckley J.M.: Appl. Phys. Lett. 64 (1994) 3110.
• [24] Liu L., Liu Y., Miao J., Lu Z., Wang X., Sui Y., Liu Z., Li Y., Huang Q., Shang D., Su W.: Journal of Alloys and Compounds, 427 (2007) 11.
• [25] Miao J.H., Yuan S.L., Ren G.M., Xiao X., YuG. Q., Wang Y.Q., Yin S.Y.: Materials Science and Engineering B: Solid-State Materials for Advanced Technology, 136 (2007) 67.
• [26] Gardelis S., Androulakis J., Viskadourakis Z., Papadopoulou E.L., Giapintzakis J., Rai S., Lodha G.S., Roy S.B.: Physica Status Solidi (A) Applied Research, 204 (2007) 92.
• [27] Tripathi V., Kennett M.P.: Physical Review B-CondensedMatter and Materials Physics, 74 (2006) 195334.
• [28] Baumgartner A., Ihn T., Ensslin K., Papp G., Peeters F., Maranowski K., Gossard A.C.: Physical Review B-Condensed Matter and Materials Physics, 74 (2006) 165426.