ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА ТОНКИХ ПЛЕНОК b-Ga₂O₃, ПОЛУЧЕННЫХ ИОННО-ПЛАЗМЕННЫМ РАСПЫЛЕНИЕМ

Исследованы спектры фотолюминесценции и фотовозбуждения тонких пленок b-Ga₂O₃, полученных высокочастотным ионно-плазменным распылением в атмосфере аргона. Методом Аленцева-Фока проведено разложение спектров фотолюминесценции на элементарные составляющие. Рассмотрена природа двух интенсивных полос с максимумами 2.95 и 3.14 эВ, а также двух слабоинтенсивных полос с максимумами 3.90 и 4.25 эВ. Две интенсивные полосы связываются с ассоциатом, обусловленным взаимодействием вакансий кислорода и галлия, слабоинтенсивные - с рекомбинацией экситонов на квантовых ямах, сформированных акцепторными кластерами. Установлено, что постоянная времени затухании для полосы с максимумом 3.14 эВ составляет 105 мкс, а для полосы с максимумом 2.95 эВ - 114 мкс. Близость постоянных времени затухания этих полос подтверждает их связь с общим ассоциатом.

окись галлия, тонкая пленка, фотолюминесценция, gallium oxide, thin films, photoluminescence

1. M. Passlack, M. Hong, E. F. Schubert, J. R. Kwo, J. P. Mannaerts, S. N. G. Chu, N. Moriya, F. A. Thiel. Appl. Phys. Lett., 66, N 5 (1995) 625-629

2. J.-G. Zhao, Z.-X. Zhang, Z.-W. Ma, H.-G. Duan, X.-S. Guo, E.-Q. Xie. Chinese Phys. Lett., 25, N 10, (2008) 3787-3789

3. K. Shimamura, E. G. Víllora, T. Ujiie, K. Aoki. Appl. Phys. Lett., 92, N 20 (2008) 201914 (1-3)

4. P. Wellenius, A. Suresh, J. V. Foreman, H. O. Everitt, J. F. Muth. Mater. Sci. Eng. B, 146, N 1-3 (2008) 252-255

5. T. Minami, T. Shirai, T. Nakatani, T. Miyata. Jpn. J. Appl. Phys., 39, N 6A (2000) L524-L526

6. T. Miyata, T. Nakatani, T. Minami. Thin Sol. Films, 373 (2000) 145-149

7. Z. Ji, J. Du, J. Fan, W. Wang. Opt. Mater., 28, N 4 (2006) 415-417

8. Y. Nakano, T. Jimbo. Appl. Phys. Lett., 82, N 2 (2003) 218-220

9. T. Minami, Y. Kuroi, T. Miyata, H. Yamada, S. Takata. J. Lumin., 72-74 (1997) 997-998

10. S.-A. Lee, S.-Y. Jeong, J.-Y. Hwang, J.-P. Kim, M.-G. Ha, C.-R. Cho. Integr. Ferroelectr., 74, N 1 (2005) 173-180

11. В. М. Калыгина, А. Н. Зарубин, В. А. Новиков, Ю. С. Петрова, О. П. Толбанов, А. В. Тяжев, С. Ю. Цупий, Т. М. Яскевич. ФТП, 47, № 5 (2013) 598-603

12. Y. Kokubun, K.Miura, F. Endo, S. Nakagomi. Appl. Phys. Lett., 90, N 3 (2007) 031912 (1-3)

13. J. Hao, M. Cocivera. J. Phys. D: Appl. Phys., 35, N 5 (2002) 433-438

14. Y. Wei, Y. Jinliang, W. Jiangyan, Z. Liying. J. Semicond., 33, N 7 (2012) 073003 (1-4)

15. Технология тонких пленок, справочник в 2-х т., Т. 1, под ред. Л. Майссела, Р. Глэнга, Москва, Сов. радио (1977)

16. Е. В. Берлин, Л. А. Сейдман. Ионно-плазменные процессы в тонкопленочной технологии, Москва, Техносфера (2010)

17. О. М. Бордун, И. И. Кухарский, Б. О. Бордун, В. Б. Лущанец. Журн. прикл. спектр., 81, № 5 (2014) 699-703 [O. M. Bordun, I. Yo. Kukharskyy, B. O. Bordun, V. B. Lushchanets. J. Appl. Spectr., 81, N 5 (2014) 771-775]

18. М. В. Фок. Тр. ФИАН, 59 (1972) 3-24

19. N. Ueda, H. Hosono, R. Waseda, H. Kawazoe. Appl. Phys. Lett., 70 (1997) 3561 (1-4)

20. Ч. Б. Лущик, А. Ч. Лущик. Распад электронных возбуждений с образованием дефектов в твердых телах, Москва, Наука (1989)

21. T. Harwig, F. Kellendonk. J. Solid State Chem., 24, N 3-4 (1978) 255-263

22. L. Binet, D. Gourier. J. Phys. Chem. Solids, 59, N 8 (1998) 1241-1249

23. Т. П. Пека, В. Ф. Коваленко, В. Н. Куценко. Люминесцентные методы контроля параметров полупроводниковых материалов и приборов, Киев, Техника (1986) 152

24. B. Liu, M. Gu, X. Liu. Appl. Phys. Lett., 91, N 17 (2007) 172102 (1-3)

25. M. Mohamed, C. Janowtz, I. Unger, R. Manzke, Z. Galazka, R. Uecker, R. Formari, J. R. Weber, J. B. Varley, C. G. Van der Walle. Appl. Phys. Lett., 97, N 21 (2010) 211903 (1-3)

26. L. Binet, D. Gourier. Appl. Phys. Lett., 77, N 8 (2000) 1138-1140

27. J. Zhang, B. Li, C. Xia, G. Pei, Q. Deng, Z. Yang, W. Xu, H. Shi, F. Wu, Y. Wu, J. Xu. J. Phys. Chem. Solids, 67, N 12 (2006) 2448-2451