Влияние межфазного связывания на структурные и колебательные свойства сверхрешёток InAs/GaSb

Исследованы сверхрешётки (SL) InAs/GaSb, выращенные с либо InSb-подобными, либо GaAs-подобными межфазными слоями (IF) на GaSb-буферном слое на подложках (100) GaAs. Толщина слоя InAs варьировалась от 4 до 14 монолёярных слоёв (ML), тогда как толщина слоя GaSb сохранялась постоянной и равной 10 ML. Тип реализованных IF-связей был подтверждён с помощью рамановского рассеяния по механическим модам IF. Рентгеновская дифракция высокого разрешения с одномерным и двумерным картированием симметричных и асимметричных отражений позволила независимо определить параметры решётки, параллельные и перпендикулярные направлению роста. Было установлено, что GaSb-буфер полностью релаксирован, тогда как SL с InSb-подобными IF когерентно деформированы по внутри-плоскому параметру решётки GaSb-буфера при толщине слоя InAs более 6 ML. Распределение деформации в SL с GaAs-подобными IF получено из моделирования профилей рентгеновских отражений; эти SL близко к буферу остаются когерентно деформированными и демонстрируют нарастающую релаксацию деформации с увеличением расстояния от буферного слоя. Кроме того, моделирование даёт точное определение периодов SL. В хорошо разрешённых рамановских спектрах наблюдаются обратнопереломлённые продольные акустические (LA) фононы: для SL с InSb-подобными IF обнаружены складывающиеся линии LA-фононов до седьмого порядка. Спектр квазизамкнутых оптических фононов SL изучен методом рамановской спектроскопии и инфракрасного (IR) отражения. Детальный анализ IR-спектров отражения позволил независимо определить ширины отдельных слоёв в стеке SL, включая пространственное распространение режима GaAs-подобного IF.