குறைபாடு இல்லாத எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி மற்றும் தவறான இடப்பெயர்வுகள்

குறைபாடு இல்லாத எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி ஒரு படிக லட்டு மற்றொன்றுக்கு கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியான லட்டு மாறிலிகளைக் கொண்டிருக்கும் போது நிகழ்கிறது. இடைமுகப் பகுதியில் உள்ள இரண்டு லட்டுகளின் லேட்டிஸ் தளங்கள் தோராயமாகப் பொருந்தும்போது வளர்ச்சி நிகழ்கிறது, இது ஒரு சிறிய லேட்டிஸ் பொருத்தமின்மையால் (0.1% க்கும் குறைவாக) சாத்தியமாகும். இந்த தோராயமான பொருத்தம் இடைமுகத்தில் மீள் அழுத்தத்துடன் கூட அடையப்படுகிறது, அங்கு ஒவ்வொரு அணுவும் எல்லை அடுக்கில் அதன் அசல் நிலையில் இருந்து சிறிது இடம்பெயர்கிறது. சிறிய அளவு திரிபு மெல்லிய அடுக்குகளுக்கு தாங்கக்கூடியது மற்றும் குவாண்டம் கிணறு லேசர்களுக்கு கூட விரும்பத்தக்கது என்றாலும், படிகத்தில் சேமிக்கப்படும் திரிபு ஆற்றல் பொதுவாக தவறான இடப்பெயர்வுகளை உருவாக்குவதன் மூலம் குறைக்கப்படுகிறது, இதில் ஒரு லட்டியில் காணாமல் போன வரிசை அணுக்கள் அடங்கும்.

மேலே உள்ள படம் ஒரு திட்டத்தை விளக்குகிறதுஒரு கன (100) விமானத்தில் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியின் போது உருவான தவறான இடப்பெயர்வு, இரண்டு குறைக்கடத்திகள் சற்றே மாறுபட்ட லட்டு மாறிலிகளைக் கொண்டிருக்கும். a என்பது அடி மூலக்கூறின் பின்னல் மாறிலி மற்றும் a' = a − Δa என்பது வளரும் அடுக்கு எனில், ஒவ்வொரு விடுபட்ட அணுக்களுக்கும் இடையே உள்ள இடைவெளி தோராயமாக:

L ≈ a²/Δa

இரண்டு லட்டுகளின் இடைமுகத்தில், காணாமல் போன அணுக்களின் வரிசைகள் இரண்டு செங்குத்தாக இருக்கும். [100] போன்ற முதன்மை படிக அச்சுகளில் உள்ள வரிசைகளுக்கு இடையே உள்ள இடைவெளி மேலே உள்ள சூத்திரத்தால் தோராயமாக கொடுக்கப்பட்டுள்ளது.

இடைமுகத்தில் இந்த வகையான குறைபாடு ஒரு இடப்பெயர்ச்சி என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது லட்டு பொருத்தமின்மையிலிருந்து (அல்லது தவறான பொருத்தம்) எழுவதால், இது தவறான இடப்பெயர்வு அல்லது வெறுமனே ஒரு இடப்பெயர்வு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

தவறான இடப்பெயர்வுகளுக்கு அருகில், பல தொங்கும் பிணைப்புகளுடன் லட்டு அபூரணமானது, இது எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகளின் கதிர்வீச்சு அல்லாத மறுசீரமைப்புக்கு வழிவகுக்கும். எனவே, உயர்தர ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனத் தயாரிப்பிற்கு, தவறான இடப்பெயர்வு இல்லாத அடுக்குகள் தேவை.

தவறான இடப்பெயர்வுகளின் தலைமுறையானது லட்டு பொருத்தமின்மை மற்றும் வளர்ந்த எபிடாக்சியல் அடுக்கின் தடிமன் ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது. லேட்டிஸ் பொருத்தமின்மை Δa/a -5 × 10^-3 முதல் 5 × 10^-3 வரம்பில் இருந்தால், InGaAsP-InP இரட்டிப்பில் தவறான இடப்பெயர்வுகள் உருவாகாது ஹீட்டோரோஸ்ட்ரக்சர் அடுக்குகள் (0.4 µm தடிமன்) (100) InP இல் வளர்க்கப்படுகின்றன.

(100) InP இல் 650°C இல் வளர்க்கப்பட்ட InGaAs அடுக்குகளின் வெவ்வேறு தடிமன்களுக்கு லட்டு பொருத்தமின்மையின் செயல்பாடாக இடப்பெயர்வுகள் ஏற்படுவது கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது.

இந்த எண்ணிக்கை விளக்குகிறது(100) InP இல் LPE ஆல் வளர்க்கப்பட்ட InGaAs அடுக்குகளின் வெவ்வேறு தடிமன்களுக்கு லட்டு பொருத்தமின்மையின் செயல்பாடாக தவறான இடப்பெயர்வுகளின் நிகழ்வு. திடமான கோடுகளால் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட பகுதியில் தவறான இடப்பெயர்வுகள் காணப்படவில்லை.

மேலே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, திடமான கோடு எந்த இடப்பெயர்ச்சியும் காணப்படாத எல்லையைக் குறிக்கிறது. தடிமனான இடப்பெயர்வு இல்லாத InGaAs அடுக்குகளின் வளர்ச்சிக்கு, தாங்கக்கூடிய அறை-வெப்பநிலை லேட்டிஸ் பொருத்தமின்மை -6.5 × 10^-4 மற்றும் -9 × 10^-4 க்கு இடையில் இருப்பது கண்டறியப்பட்டது. .

InGaAs மற்றும் InP இன் வெப்ப விரிவாக்க குணகங்களில் உள்ள வேறுபாடு காரணமாக இந்த எதிர்மறை லேட்டிஸ் பொருத்தமின்மை எழுகிறது; 650°C வளர்ச்சி வெப்பநிலையில் சரியாகப் பொருந்திய அடுக்கு எதிர்மறையான அறை-வெப்பநிலை லேட்டிஸ் பொருத்தமின்மையைக் கொண்டிருக்கும்.

வளர்ச்சி வெப்பநிலையைச் சுற்றி தவறான இடப்பெயர்வுகள் உருவாகும் என்பதால், இடப்பெயர்ச்சி இல்லாத அடுக்குகளின் வளர்ச்சிக்கு வளர்ச்சி வெப்பநிலையில் லட்டு பொருத்தம் முக்கியமானது.**