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Inhalt der Arbeit

IR-Spektroskopie

FTIR-Spektroskopie

Spektrometer IFS48

Messspektren

• Leerkanal
• GaAs (undotiert)
• GaAs (dotiert)
• GaAsN

Zusammenfassung

Geschichte

Exkurs:
IR-Ellipsometrie

Vortrag:
FTIR & IRSE

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Zur Person

GaAsN

Die untersuchten Proben sind keine reinen GaAsN-Proben, sie bestehen aus insgesamt drei Schichten. Abbildung 1 zeigt den schematischen Aufbau. In der Arbeit wurden die Proben als Zweischichtsystem betrachtet, das heißt, die Pufferschicht und die Substratschicht wurden zusammengefasst. Die untersuchten Proben sind durch folgende Daten gekennzeichnet: Stickstoffanteil x: 0,006 - 0,037 Dicke GaAsN- Schicht: 350 nm - 700 nm Gesamtdicke: 237 µm - 370 µm

Abbildung 1: Schematische Aufbau der GaAsN-Proben.

Abbildung 2 stellt die Messspektren der Transmission und Reflexion einer GaAsN-Probe dar. Die Reflexion wurde von beiden Seiten gemessen. Schichtseite heißt die Seite, auf der sich die GaAsN-Schicht befindet.

Abbildung 2: Gemessene Transmission und Reflexion einer GaAs_0.963N_0.037-Schicht auf GaAs.

Abbildung 3 stellt das aus der gemessenen Reflexion und Transmission mit Hilfe der Dispersionstheorie bestimmte Reflexionsvermögen der Grenfläche der GaAsN-Probe wiederum für beide Seiten dar.

Abbildung 3: Berechnetes Reflexionsvermögen der Grenzfläche der Probe in Abbildung 2.

Die Kurve der Substratseite entspricht in etwa der Kurve der SI-Probe GaAs. Bei der Schichtseite erkennt man bei etwa 470 cm^-1 eine Struktur, die die Form einer kleinen Reststrahlenbande hat. Die Wellenzahl 470 cm^-1 markiert die lokale Mode des Stickstoffs in GaAs.

Abbildung 4 zeigt den Absorptionskoeffizienten der GaAsN-Probe. Im Vergleich dazu ist der Absorptionskoeffizient der SI-Probe GaAs eingezeichnet.

Abbildung 4: Berechneter Absorptionskoeffizient der GaAsN-Probe in Abbildung 2 und einer SI-Probe GaAs.

Man erkennt eine deutlich erhöhte Absorption der GaAsN-Pobe im Vergleich zur GaAs SI-Probe im Bereich um 470 cm^-1. Subtrahiert man beide Kurven voneinander, erhält man die integrale Absorption des Stickstoffs in GaAs. Bei meinen Messungen ergab sich ein linearer Zusammenhang zwischen (gemessener) integraler Absorption und (gegebener) Stickstoffkonzentration. Außerdem wurde eine Verschiebung des Maximums der Absorption durch den Stickstoff im GaAs mit steigender Stickstoffkonzentration festgestellt.

Literatur