Wpływ profilu interfejsów i zaburzeń grubości warstw w zwierciadłach Bragga na ich własności optyczne

• Autorzy: Gaca J. , Mazur K. , Turos A. , Wesołowski M. , Wójcik M. , Jasik A. , Muszalski J. , Pierściński K.

Warianty tytułu

EN

Effects of composition grading at heterointefaces and variations in thickness of layers on Bragg Mirror quality

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Supersieci GaAs/AlAs i AlGaAs/AlAs przeznaczone do wykorzystania jako zwierciadła Bragga otrzymano zarówno metodą epitaksji z wiązek molekularnych MBE, jak i epitaksji z fazy gazowej z użyciem związków metaloorganicznych LP MOVPE. Supersieci te różniły się między sobą grubościami warstw, liczbą powtórzeń warstwy podwójnej (Al)GaAs/AlAs, jak i warunkami technologicznymi w których je wytwarzano. Dla każdej supersieci wyznaczono jej profil składu chemicznego, wykorzystując do tego celu wysokorozdzielczą dyfraktometrię rentgenowską (HRXRD), reflektometrię rentgenowską (XRR) oraz metodę wstecznego rozpraszania jonów (RBS), wspomagane analizą numeryczną. Szczególną uwagę zwracano na profil interfejsów pomiędzy warstwami i odstępstwa od zakładanej grubości warstw. Następnie stosując spektroskopię odbiciową dla każdej supersieci zmierzono spektralną zależność współczynnika odbicia. Pokazano zależność pomiędzy profilem składu chemicznego a zdolnością odbicia tych supersieci. Zidentyfikowano odstępstwa od typowej struktury zwierciadeł Bragga, którą stanowi supersieć o prostokątnym kształcie profilu składu chemicznego i zbadano ich wpływ na zdolność odbiciową tych zwierciadeł.

EN

GaAs/AlAs, and AlGaAs/AlAs superlattices to be used as Bragg mirrors have been grown by means of Molecular Beam Epitaxy (MBE) or Low-Pressure Metal-Organic Vapor-Phase Epitaxy (LP MOVPE) techniques. These superlattices have differed in terms of: the thickness of layers, the number of periods, and growth conditions. The chemical composition profile for each superlattice has been determined by means of High Resolution X-ray Diffraction (HRXRD), X-ray Reflectometry (XRR), as well as RBS characterization techniques, and at the same time a numerical analysis has been performed. Special attention has been paid to the profile of interfaces between succeeding layers and variations in the thickness of layers. Next, Optical Reflectance (OR) has been applied to measure the reflectivity spectra for each sample. It has been shown that there is a strong correlation between the optical reflectivity of DBR mirrors and their chemical composition profile and structural quality. A departure from the designed structure of the DBR has been identified and its influence on the DBR’s reflectivity has been determined.

Słowa kluczowe

PL

DBR; HRXRD; XRR; reflektometria optyczna

EN

DBR; HRXRD; XRR; optical reflectivity

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 41, nr 1
• Strony: 17--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Gaca J.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa; e-mail: [e-mail]

autor

Mazur K.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa

autor

Turos A.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa

autor

Wesołowski M.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa

autor

Wójcik M.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa

autor

Jasik A.

• Instytut Technologii Elektronowej Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa

autor

Muszalski J.

• Instytut Technologii Elektronowej Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa

autor

Pierściński K.

• Instytut Technologii Elektronowej Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa

Bibliografia

• [1] Rinaldi F., Ostermann J. M., Kroner A., Michalzik R.: Optic Comm., 2007, 270, 310 – 313
• [2] Tropper A. C., Hoogland S.: Prog. Quant. Electron., 2006, 30, 1 – 43
• [3] Keller U., Weingarten K. J., Kartner F. X., Kopf D., Braun B., Jung I. D., Fluck R., Honninger C., Matuschek N. Aus der Au J.: IEEE J. Selected Topics in Quantum Electronics, 1996, 2, 435 – 453
• [4] Ogura M., Hsin W. , Wu M.-C., Wang S., Winnery J. R., Wang S. C. , Yang J. J.: Appl. Phys. Lett., 1987, 51 (21) 1655
• [5] Regiński K., Muszalski J., Bugajski M., Ochalski T., Kubica J. M., Zbroszczyk M., Kątcki J., Ratajczak J.: Thin Solid Films, 2000, 367, 290
• [6] Roberts J. S., Sale T. E., Button C. C., David J. P. R., Jennings A.: J. Crystal Growth, 1992, 124, 792
• [7] Talghader J. J., Hadley M. A., Smith J. S.: Appl. Phys. Lett., 1995, 67, (25), 3774
• [8] Muszalski J.: Thin Solid Films, 2000, 367, 299
• [9] Botha J. R., Leitch A. W. R., J. Crystal Growth, 1996, 169, 629
• [10] Inoue N., Ikuta K., Shinohara M., Osaka J.: J. Crystal Growth, 1995, 146, 379
• [11] Matthews J. W., Blakeslee A. E.: J. Crystal Growth, 1974, 27, 118
• [12] Jasik A., Kosiel K., Strupiński W., Wesołowski M.: Thin Solid Films, 2002, 412, (1–2), 50
• [13] Bhattacharya A., Nasarek M., Zeimer U., Klein A., Zorn M., Bugge F., Gramlich S., Weyers M.: J. Crystal Growth, 2005, 274, 331
• [14] Tai K., Yang L., Wang Y. H., Wynn J. D., Cho A. Y.: Appl. Phys. Lett., 1990, 56, 2496 – 2498
• [15] F astenau J. M., Robinson G. Y.: Appl. Phys. Lett., 1999, 74, 3758 – 3760
• [16] Jasik A., Gaca J., Wójcik M., Muszalski J., Pierściński K., Mazur K., Kosmala M., Bugajski M.: Journal of Crystal Growth, 2008, 310, 4094– 4101
• [17] Wójcik - Jedlińska A., Pierściński K., Jasik A., Muszalski J. , Bugajski M.: Optica Applicata, 2007, 37, 4, 449 - 457
• [18] Durbin S. M., Follis G. C.: Phys. Rev., 1995, B51, 10127 – 10133
• [19] Gaca J., Wójcik M., Jasik A., Pierściński K., Kosmala M., Turos A., and Abdul - Kaderd A. M.: Opto – Electronics Review, 2008, 16(1), 12 – 17
• [20] Doolitle L. R.: Nucl. Inst. and Meth., 1985, B 9, 344.
• [21] Kogelnik H., Shank C. V.: J. Appl. Phys., 1972, 43, 2327 – 2335
• [22] F ewster P. F.: J. Appl. Cryst., 1988, 21, 524 – 529
• [23] Pietsch U., Holy V., Baumbach T.: High-Resolution X-ray Scattering 2004, Springer, New York, 1999 (LLC)
• [24] Stringfellow G. B.: Organometallic vapour phase epitaxy: theory and practice, Academic Press, Inc., Utah, 1989
• [25] Sale T. E.: Vertical cavity surface emitting lasers, Research Studies Press Ltd., Taunton, Somerset, England, 1995
• [26] Kokubo Y., Ohta I.: J. Appl. Phys., 1997, 81, (4), 2042
• [27] Gaca J., Gronkowski J., Jasik A., Tokarczyk M., Wójcik M.: Synchrotron Radiation in Natural Science, 2008, 7, 1 – 2
• [28] Gaca J. , Wójcik M., Turos A., Strupiński W., Jasik
• A., Zynek J., Kosiel K., Eichhorn F., Prokert F.: Materiały Elektroniczne, 2005, 1/4, 5 - 42
• [29] Ratajczak R., Gaca J., Wójcik M., Stonert A., Pagowska K. , Borysiuk J., Turos A.: Vacuum, 2009, 83, S148 - S151
• [30] Jasik A., Wierzchowski W., Muszalski J., Gaca J., Wójcik M. , Pierściński K.: Journal of Crystal Growth, 2009, 311, 3975 - 3977
• [31] Jasik A., Wnuk A., Gaca J., Wójcik M., Wójcik-Jedlińska A., Muszalski J., Strupiński W.: Journal of Crystal Growth, 2009, 311, 4423 - 4432