Специализация: 011200 Физика

Руководитель программы: д.ф.-м.н., проф. Б.В. Новиков

Кафедра физики твердого тела

Научный руководитель: к.ф.-м.н., доцент. А.Ю. Серов

Рецензент: д.ф.-м.н., проф. С.В. Карпов

Рамановское рассеяние в легированных слоях GaN

Борисов Евгений Вадимович
Целью данной работы является исследование спектров комбинационного рассеяния света эпитаксиальных слоев GaN, легированных кремнием, при комнатной температуре. Концентрации легирующей примеси (кремния) варьируются в диапазоне от 4,1∙10¹⁶ до 4,8∙10¹⁹см^-3. Слои нитрида галлия выращены на подложке из сапфира (Al₂O₃) на нелегированном буферном слое GaN.

В спектре комбинационного рассеяния света наблюдаются колебательные моды A₁, E₁, E₂⁽¹⁾ и E₂⁽²⁾ нелегированного буферного слоя GaN, а также колебательные моды подложки. В нашем эксперименте рассеяние регистрировалось в обратной геометрии, поэтому TO-моды не наблюдаются в спектрах.

Донорные уровни кремния отстоят от зоны проводимости на величину 31 мэВ, и можно считать, что при комнатной температуре большинство доноров ионизовано. На колебания решетки влияет большая концентрация свободных носителей, и происходит формирование связанных плазмон-LO-фононных мод. Зная энергетическое положение линий плазмон-LO-фононного взаимодействия, можно определить концентрацию свободных носителей в исследуемых образцах GaN.

Из проделанной работы можно сделать следующие выводы:

- Был проанализирован вклад в спектры комбинационного рассеяния света фононных мод нелегированного буферного слоя GaN и плазмон-LO-фононных мод слоев GaN, легированных кремнием.

- Были определены концентрации доноров исследуемых образцов GaN. Полученные данные находятся в удовлетворительном согласии с результатами, которые были рассчитаны по данным исследования эффекта Холла.

1. 
   Borisov Evgenii, Shelukhin Leonid. Optical properties of GaN epitaxial layers doped by Si //Book of abstracts of the International Student Conference ― Science and Progress 2012”
   
2. 
   Борисов Евгений. Зависимость оптических свойств эпитаксиальных слоев GaN от уровня легирования // Тезисы II Всероссийского Конгресса Молодых Ученых, СПбНИУ ИТМО