Современная электроника №9/2024

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ 28 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 9 / 2024 ние создания гетероструктур на осно- ве соединений A III B V . Использование четверных твёр- дых растворов, таких, например, как различные составы InGaAsP, открыло принципиально новые методы, суще- ственно расширяющие возможности подбора решёточно-согласованных гетеропар. Ещё в 1970 году Жорес Алфё- ров и его коллеги на конференции в Будапеште предложили вариант полу- чения согласованных гетеропереходов с использованием четверных твёрдых растворов группы A III B V [47]. На рис. 10 приведены значения ширины запрещённой зоны и посто- янной решетки для наиболее популяр- ных гетероструктур на основе соеди- нений A III B V [48]. Энергия запрещённой зоны (левая ось y ) и постоянной решётки (ось x ) даны для значений при комнатной температуре. Линии, соединяющие точки для часто используемых спла- вов, соответствуют хорошо изученным гетероструктурам, согласованным по параметрам решётки. Твёрдые растворы типа AlGaInAs на подложках InP и GaAs имеют шири- ну запрещённой зоны в районе 1,2 эВ. Однако для получения струк- тур с такой шириной запрещённой зоны на подложках GaAs необходи- мо использовать переходные слои, компенсирующие разницу в параме- трах решеток. Меняя состав четырёхкомпонент- ного твёрдого раствора In x Ga 1–x As y P 1–y , можно получать новые гетерострукту- ры с различными значениями посто- янной решётки и ширины запрещён- ной зоны. На подложках InP возможно выра- щивание четверных твёрдых раство- ров InGaAsP c шириной запрещённой зоны в промежутке 0,68…1,2 эВ. Следует отметить, что результаты работ группы Алфёрова, связанные с четырёхкомпонентными твёрды- ми растворами полупроводниковых соединений III–V, II–VI групп, находят применение и в наши дни, например, при производстве фотоэлектрических преобразователей лазерного излуче- ния [49]. В области физики полупроводников годы научной деятельности Жореса Ивановича Алфёрова с 1960 по 1980 г. можно назвать этапом разработки классических ДРГ-лазеров. Подводя итог этому периоду, мож- но сказать, что Алфёров за это время вместе с коллегами сделал свои самые значимые открытия и изобретения, которые стали основой его будущей Нобелевской премии. Самым главным в исследованиях Алфёрова было то, что разработан- ные его группой устройства и тех- нологии смогли повторить не толь- ко в других научных лабораториях, но они также нашли применение в массовом производстве различных бытовых, специальных приборов и оборудования. Дальнейшие исследования Жореса Ивановича Алфёрова были связаны с разработкой лазеров на основе кванто- во-размерных эффектов. Эти его рабо- ты будут рассмотрены в следующей части статьи. Литература 1. Kroemer H. Nobel Lecture, 2001. URL: https://web.ece.ucsb.edu/Faculty/ Kroemer/pubs/10_NobelLecture.pdf. 2. Shockley W. Circuit element utilizing semiconductor material. U.S. Patent 2269347, September 25. 1951. URL: https://patentimages. storage.googleapis.com/2b/c2/ a4/677433baba5fe9/US2681993.pdf. 3. Kroemer H. RCA Review, vol. 18, pp. 332–342, 1957. URL: https:// web.ece.ucsb.edu/Faculty/Kroemer/ pubs/1a_57Quasi_Electric.pdf. 4. Kroemer H., 1957. Theory of a wide- gap emitter for transistors. Proc. IRE 45, 1535. URL: https://web.ece.ucsb. edu/Faculty/Kroemer/pubs/1b_wide_ gap.pdf. 5. Алфёров Ж.И., Казаринов Р.Ф. Двой- ной гетероструктурный лазер. Авторское свидетельство № 27448. Заявка № 950840 с приоритетом от 30 марта 1963 г. PatentDB. URL: https://patentdb.ru/patent/181737. 6. Kroemer H. A proposed class of hetero-junction injection lasers. In Proceedings of the IEEE, vol. 51, Рис. 9. Схема работы лазера с распределённой обратной связью – РОС Увеличение Решётка HR AR d Гофрированная гетероструктура Рис. 10. Значения ширины запрещённой зоны и постоянной решётки для наиболее популярных гетероструктур на основе соединений A III B V AlP AlAs GaP Si GaAs InP AlSb AlInAs AlGaAs InGaAs GaAsP GaInP AlGaP AlPSb InAsP AlAsP AlInP AlGaSb GaAsSb GaInSb AlInSb InAsSb InPSb GaSb Ge 5.4 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Постоянная решётки Ширина запрещённой зоны (эВ) 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4 InAs InSb