Ảnh hưởng của việc bị bịt kín Gallium Arsenide đến phát quang do Kính hiển vi quét lượng tử kích thích

Springer Science and Business Media LLC - Tập 380 - Trang 119-124 - 2011
E. E. Reuter1,2, S. Q. Gu1,2, P. W. Bohn1,2, J. F. Dorsten1,2, G. C. Abeln1,2, J. W. Lyding1,2, S. G. Bishop1,2
1Center for Compound Semiconductor Microelectronics, Beckman Institute, Urbana, USA
2Dept. of Electrical and Computer Engineering, University of Illinois, Urbana, USA

Tóm tắt

Kính hiển vi quét lượng tử (STM) trong môi trường đã được sử dụng để kích thích phát quang trong GaAs epitaxy loại p với bốn phương pháp chuẩn bị bề mặt riêng biệt: GaAs chưa bị xử lý, lớp Au, lớp sulfurmonochloride, và một lớp đơn của octadecyl-thiol. STM với đầu tungsten hoạt động ở dòng điện hầm không đổi 5 nA trong khi một điện áp +1 V được áp dụng cho mẫu và khoảng cách từ đầu đến mẫu được cố định trong suốt một xung điện áp cao hơn, kích thích phát quang. Cường độ phát quang tăng nhanh chóng khi điện áp phân cực tăng đối với tất cả các loại bề mặt đã được phủ, trong đó việc phủ bằng octadecyl-thiol đạt được phát quang kích thích STM (STMEL) cao nhất là 3500 photon/giây tại điện áp 4 V. Trên mức khoảng 4 V, phát quang từ các mẫu được phủ bằng octadecyl-thiol và sulfur-monochloride giảm không hồi phục, cho thấy bề mặt mẫu đã bị thay đổi. Các mẫu đã phủ Au và chưa phủ không cho thấy sự giảm phát quang trong vòng 4.8 V, điện áp cao nhất được sử dụng. Các nghiên cứu photoluminescence (PL) của các mẫu cho thấy rằng cường độ PL có sự phụ thuộc yếu hơn vào loại phủ so với cường độ STMEL, đây là kết quả nhất quán với khẳng định rằng STMEL nhạy hơn với các thuộc tính bề mặt của mẫu so với PL.

Từ khóa

#Gallium Arsenide #quét tunneling #kích thích phát quang #photoluminescence #bề mặt bị bịt kín

Tài liệu tham khảo

J. Horn, R. Richter, H. L. Hartnagel, C. A. Sprössler, M. Bischoff, and H. Pagnia, Mater. Sci. and Eng. B20, 183 (1993). Lars Montelius, Mats-Erik Pistol and Lars Samuelson, Ultramicroscopy 42–44, 210 (1992). R. Berndt, R. Gaisch, W. D. Schneider, J. K. Gimzewski, B. Reihl, R. R. Schlittler, M. Tschudy, Surface Science 307–309, 1033 (1994). M. Wenderoth, M. J. Gregor, and R. G. Ulbrich, Solid State Comm. 83, 535 (1992). S. F. Alvarado, Ph. Renaud, D. L. Abraham, Ch. Schonenberger, D. J. Arent, and H. P. Meier, J. Vac. Sci. Technol. B 9, 409 (1991). M. Pfister, M. Johnson, U. Marti, S. F. Alvarado, and H. W. M. Salemink, Appl. Phys. Lett. 65, 1168(1994). J. A. Dagata, W. Tseng, J. Bennett, J. Schneir, and H. H. Harary, Appl. Phys. Lett. 59, 3288 (1991). Z. S. Li, W. Z. Cai, R. Z. Su, G. S. Dong, D. M. Huang, X. M. Ding, X. Y. Hou, and X. Wang, Appl. Phys. Lett. 64, 3425 (1994). J. W. Lyding, S. Skala, J. S. Hubacek, R. Brockenbrough, and G. Gammie, Rev. Sci. Instrum. 59, 1897 (1988).