Особенности туннельного тока в сверхрешетках с электрическими доменами / Алтухов И.В., Каган М.С., Папроцкий С.К., Хвальковский Н.А., Дижур С.Е., Кон И.А., Васильевский И.С., Виниченко А.Н., Баранов А.Н., Teissier R.

При комнатной температуре исследовались короткопериодные сверхрешетки (СР) двух типов: СР 4 нм GaAs / 2 нм AlAs, (100 периодов) и 4,5 нм InAs / 3,5 нм AlSb (85 периодов), выращенных с помощью молекулярно-лучевой эпитаксии. СР были расположены между сильно легированными верхним контактным слоем n+ -GaAs и, соответственно, n+ -InAs и сильно легированной (~ 1019 см-3) подложкой из тех же материалов. СР были легированы мелкими донорами в концентрации 2*1017 см-3. Перед нанесением контактного металла (золота) пластинка с вытравленными мезами покрывалась диэлектриком (нитрид кремния). Изучался туннельный ток в условиях образования электрических доменов, возникавших из-за наличия отрицательной дифференциальной проводимости в некоторой области напряжений при резонансном туннелировании электронов между соседними квантовыми ямами (механизм Esaki-Tsu). К образцам прикладывались треугольные импульсы напряжения с временем нарастания 0.5-10 μсек. Из зависимостей напряжения и тока от времени восстанавливались вольтамперные характеристики (ВАХ) при прямой и обратной развертке напряжения. При напряжениях выше порога образования доменов наблюдались следующие эффекты. 1. Гистерезис тока при прямой и обратной развертке напряжения. 2. Серия максимумов на вольтамперных характеристиках (ВАХ), почти эквидистантных по напряжению. 3. Большой фотоотклик на межзонное освещение (светодиод или лампа накаливания 2,5 Вт); фототок мог достигать 50% от темнового. Предложено объяснение этих эффектов, так или иначе связывающее их с треугольной формой домена сильного поля, обусловленной полным опустошением доноров внутри домена. Гистерезис интерпретируется как переход между режимами с движущимся и статическим доменом. При образовании статического домена на ВАХ появлялся участок с насыщением тока. Максимумы на ВАХ объясняются туннельными переходами между квантовыми ямами в треугольном домене, сопровождающимися испусканием оптических фононов. Большой фотоотклик также связывается с треугольной формой домена с протяженной областью полного опустошения доноров, где концентрация свободных носителей крайне мала.