Изчислените зависимости на съотношението PSe/PGa (BEP), съответстващи на стехиометричните условия върху GaSe повърхността на растеж при различни TS, маркирани в различни цветове (TS = 350 ° C, оранжево; TS = 400 ° C, синьо; TS = 450 ° C, червено; и TS = 500 ° C, черно). Данните на Lee et al. [30] са показани чрез запълнени триъгълници с върха, насочен нагоре (TSe (cr) = 950 ° C). Данните за съотношенията на потока PSe/PGa (BEP), съответстващи на почти стехиометрични условия за растеж на GaSe слоеве при използване на стандартни Ga и Se клетки, са показани чрез запълнени триъгълници с върха, насочен надолу. Нашите данни за съотношението на потока PSe/PGa (BEP) за слоевете GaSe, отглеждани при TS = 400 и 500 ° C, са показани съответно със сини и черни кръгове. Слоевете GaSe със и без капчици Ga върху растежната повърхност са обозначени с кухи и запълнени кръгове.

SEM изображения на слоевете GaSe, отглеждани върху готовите за епизоди GaAs (001) подложки при TS

400 ° С. Съотношенията на потока Se/Ga (BEP) и темповете на растеж са следните: (a) Se/Ga (BEP)

42, rGaSe ≈ 1,13 nm/min, проба # GS2; (б) Se/Ga (BEP)

34, rGaSe ≈ 1.3 nm/min, # GS1; в) Se/Ga (BEP)

12–13, rGaSe ≈ 5 nm/min, # GS5. Дебелините на структурите варират в рамките на 200–300 nm. В случай на използване на стандартна Ga и Se клапана за крекинг с TSe (cr) = 500 ° C като източници на молекулярни лъчи, стехиометричното съотношение Se/Ga при TS = 400 ° C съответства на PSe/PGa (BEP)

(а) TEM изображение на напречно сечение на GaSe слоя, отглеждан върху GaAs (001) субстрат при TS

34) (проба # GS1); (б) TEM (HRTEM) изображение с висока разделителна способност на хетероинтерфейса GaSe/GaAs (001) за същия слой.

Напречни сечения на SEM (a) и HRTEM (b) изображения на GaSe слоя, отглеждани върху GaAs (001) подложка при TS

Моделите на рентгеновата прахова дифракция на слоевете GaSe, отглеждани върху подложки GaAs (001). Слаб допълнителен пик в обхвата на ъглите

28,4 °, по оста 2θ на XRD моделите на слоевете, отглеждани при силни богати на Se условия при TS = 400 ° C (криви 1 и 2), се дължи на включванията на Ga2Se3 фаза. Криви 1–5 съответстват на проби # GS2, # GS1, # GS5, # GS4 и # GS3, съответно.

Раманов спектър на обемния слой ε-GaSe, произведен от HQ Graphene (крива 1). Раманов спектър на GaSe слоеве, отглеждани върху GaAs (001) подложки при TS

400 ° C (криви 2 и 3, проби # GS1 и # GS8, съответно), при TS

500 ° C (крива 5, проба # GS7) и използване на двустепенен режим на растеж (крива 4, проба # GS3). Всички спектри са нормализирани спрямо интензитета на фононната линия А1 (132 cm -1).

а) μ-PL спектри на GaSe слоя, отглеждан при TS = 400 ° C като функция от температурата (проба # GS1). Плътността на мощността на лазера върху пробата беше под 1 W/cm2. (б) PL спектър на GaSe слоя, отглеждан при TS = 500 ° C (проба # GS7).

План-изглед (а) и напречен разрез (б) SEM изображения на филма InSe/GaAs (001) (проба # IS1), отглеждан при TS = 450 ° C при почти стехиометрични условия на растеж.

Дифракционната картина на рентгеновите лъчи на слоя InSe/GaAs (001) (проба # IS1). Отраженията, съответстващи на InSe, са обозначени с червени кръгове, докато отраженията, които могат да бъдат приписани на фазата In4Se3, са маркирани с черни кръгове. Отраженията InSe са индексирани за ромбоедричната решетка γ-InSe.

Рамановите спектри на слоя InSe/GaAs (001) (проба # IS1), измерени при 300 K (червена крива) и при 80 K (синя крива). Симетрията на фононните режими е дадена в съответствие с [87].

Близорезонансните Раманови спектри на слоя InSe/GaAs (001) (проба # IS1), измерени при 300 K (λexc = 514,5 nm, червена крива) и при 80 K (λexc = 488 nm, синя крива) заедно с изключването -резонансен Раманов спектър на същия слой, измерен при 300 K (λexc = 532 nm, зелена крива). Спектрите са нормализирани спрямо интензивността на фононната линия А1 (115 cm -1).

Спектри на фотолуминесценция на слоя InSe/GaAs (001) (образец # IS1) при ниска мощност на възбуждане от 0,5 W/cm 2 в логаритмични (а) и линейни (б) скали, измерени при различни температури. Цветовете на кривите съответстват на легендата, представена в (б). Пиковете P1, P2, P3 и P4 съответстват на тези, показани на фигура S6. Прекъснатите линии са показани само за очите и съответстват на температурното изместване на съответните пикови максимуми.

Раманов спектър (горна крива) на структурата InSe/GaSe/GaAs (001) заедно с Рамановите спектри както на InSe/GaAs (001) (проба # IS1, средна крива), така и на γ-GaSe/GaAs (001) (проба # GS1, долна крива) слоеве (T = 300 K). Спектрите са нормализирани спрямо интензивността на фононната линия А1 (115 cm -1).

(а) Напречно сечение HRTEM изображение на Qw структурата ZnSe/InSe/ZnSe с номинална дебелина на InSe от

7 TLs; (б) PL спектри на Qn структури ZnSe/InSe/ZnSe с различна номинална дебелина InSe; (в) измервания на луминесценцията в Qn структури на ZnSe/InSe/ZnSe при T = 77 K. Пробите се възбуждат от 405 nm лъчение на лазера CUBE (кохерентна) с импулси с продължителност 45 ps при честота на повторение 1 MHz.

План-изглед на SEM изображения на слоевете GaTe, отглеждани върху подложки GaAs (001) при различна температура на субстрата: (а) проба # GT1, TS ≈ 450 ° C; (б) проба # GT2, TS ≈ 530 ° C. Вложките показват SEM изображения на напречното сечение на съответните структури.

Еволюцията на моделите на RHEED по посока [1 ¯ 1 ¯ 20] в MBE на епилаторите GaTe/GaAs (001), отглеждани при ниски TS ≈ 450 ° C (проба # GT1): (а) дебелината на слоя на

4 nm; б) дебелината на слоя от

9 nm; в) структурата на RHEED на проба # GT2, отглеждана при TS ≈ 530 ° C (дебелината на слоя е

PL спектри на слоя GaTe/GaAs (001) # GT2, измерени след различно време на съхранение във вакуум (в рамките на три седмици). Интензитетът на PL се нормализира до пика на PL с енергия от 1.45 eV.

(а) Дифракционната рентгенова картина на слой GaTe, отглеждан при TS ≈ 530 ° C (# GT2); (b) TEM изображение на напречно сечение на хетероструктурата GaSe/GaTe/GaSe.

Резюме

450 ° C е потвърдено от Raman данните в InSe/GaSe хетероструктурите. Представени са и резултатите от производството на структурите на квантовите ямки GaSe/GaTe, въпреки че изборът на оптимални температури на растеж, за да бъдат оптически активни, все още е предизвикателство. Преглед на пълния текст

пълнотекстови

Изчислените зависимости на съотношението PSe/PGa (BEP), съответстващи на стехиометричните условия върху повърхността на растеж GaSe при различни TS, маркирани в различни цветове (TS = 350 ° C, оранжево; TS = 400 ° C, синьо; TS = 450 ° C, червено; и TS = 500 ° C, черно). Данните на Lee et al. [30] са показани чрез запълнени триъгълници с върха, насочен нагоре (TSe (cr) = 950 ° C). Данните за съотношенията на потока PSe/PGa (BEP), съответстващи на почти стехиометрични условия за растеж на GaSe слоеве при използване на стандартни Ga и Se клетки, са показани чрез запълнени триъгълници с върха, насочен надолу. Нашите данни за съотношението на потока PSe/PGa (BEP) за слоевете GaSe, отглеждани при TS = 400 и 500 ° C, са показани съответно със сини и черни кръгове. Слоевете GaSe със и без капчици Ga върху растежната повърхност са обозначени с кухи и запълнени кръгове.

SEM изображения на слоевете GaSe, отглеждани върху готовите за епизоди GaAs (001) подложки при TS

400 ° С. Съотношенията на потока Se/Ga (BEP) и темповете на растеж са следните: (a) Se/Ga (BEP)

42, rGaSe ≈ 1,13 nm/min, проба # GS2; (б) Se/Ga (BEP)

34, rGaSe ≈ 1.3 nm/min, # GS1; в) Se/Ga (BEP)

12–13, rGaSe ≈ 5 nm/min, # GS5. Дебелините на структурите варират в рамките на 200–300 nm. В случай на използване на стандартна Ga и Se клапана за крекинг с TSe (cr) = 500 ° C като източници на молекулярни лъчи, стехиометричното съотношение Se/Ga при TS = 400 ° C съответства на PSe/PGa (BEP)

(а) TEM изображение на напречно сечение на GaSe слоя, отглеждан върху GaAs (001) субстрат при TS

34) (проба # GS1); (b) TEM (HRTEM) изображение с висока разделителна способност на хетероинтерфейса GaSe/GaAs (001) за същия слой.

Напречни сечения на SEM (a) и HRTEM (b) изображения на GaSe слоя, отглеждани върху GaAs (001) подложка при TS

Моделите на рентгеновата прахова дифракция на слоевете GaSe, отглеждани върху подложки GaAs (001). Слаб допълнителен пик в обхвата на ъглите

28,4 °, по оста 2θ на XRD моделите на слоевете, отглеждани при силни богати на Se условия при TS = 400 ° C (криви 1 и 2), се дължи на включванията на фаза Ga2Se3. Криви 1–5 съответстват на проби # GS2, # GS1, # GS5, # GS4 и # GS3, съответно.

Раманов спектър на обемния слой ε-GaSe, произведен от HQ Graphene (крива 1). Раманов спектър на GaSe слоеве, отглеждани върху GaAs (001) подложки при TS

400 ° C (криви 2 и 3, проби # GS1 и # GS8, съответно), при TS

500 ° C (крива 5, проба # GS7) и използване на двустепенен режим на растеж (крива 4, проба # GS3). Всички спектри са нормализирани спрямо интензитета на фононната линия А1 (132 cm -1).

а) μ-PL спектри на GaSe слоя, отглеждан при TS = 400 ° C като функция от температурата (проба # GS1). Плътността на мощността на лазера върху пробата беше под 1 W/cm2. (б) PL спектър на GaSe слоя, отглеждан при TS = 500 ° C (проба # GS7).

План-изглед (а) и напречен разрез (б) SEM изображения на филма InSe/GaAs (001) (проба # IS1), отглеждан при TS = 450 ° C при почти стехиометрични условия на растеж.

Дифракционната картина на рентгеновите лъчи на слоя InSe/GaAs (001) (проба # IS1). Отраженията, съответстващи на InSe, са обозначени с червени кръгове, докато отраженията, които могат да бъдат приписани на фазата In4Se3, са маркирани с черни кръгове. Отраженията InSe са индексирани за ромбоедричната решетка γ-InSe.

Рамановите спектри на слоя InSe/GaAs (001) (проба # IS1), измерени при 300 K (червена крива) и при 80 K (синя крива). Симетрията на фононните режими е дадена в съответствие с [87].

Близорезонансните Раманови спектри на слоя InSe/GaAs (001) (проба # IS1), измерени при 300 K (λexc = 514,5 nm, червена крива) и при 80 K (λexc = 488 nm, синя крива) заедно с изключването -резонансен Раманов спектър на същия слой, измерен при 300 K (λexc = 532 nm, зелена крива). Спектрите са нормализирани спрямо интензивността на фононната линия А1 (115 cm -1).

Спектри на фотолуминесценция на слоя InSe/GaAs (001) (образец # IS1) при ниска мощност на възбуждане от 0,5 W/cm 2 в логаритмични (а) и линейни (б) скали, измерени при различни температури. Цветовете на кривите съответстват на легендата, представена в (б). Пиковете P1, P2, P3 и P4 съответстват на тези, показани на фигура S6. Прекъснатите линии са показани само за очите и съответстват на температурното изместване на съответните пикови максимуми.

Раманов спектър (горна крива) на структурата InSe/GaSe/GaAs (001) заедно с Рамановите спектри както на InSe/GaAs (001) (проба # IS1, средна крива), така и на γ-GaSe/GaAs (001) (проба # GS1, долна крива) слоеве (T = 300 K). Спектрите са нормализирани спрямо интензивността на фононната линия А1 (115 cm -1).

(а) Напречно сечение HRTEM изображение на Qw структурата ZnSe/InSe/ZnSe с номинална дебелина на InSe от

7 TLs; (б) PL спектри на Qn структури ZnSe/InSe/ZnSe с различна номинална дебелина InSe; (в) измервания на луминесценцията в Qn структури на ZnSe/InSe/ZnSe при T = 77 K. Пробите се възбуждат от 405 nm лъчение на лазера CUBE (кохерентна) с импулси с продължителност 45 ps при честота на повторение 1 MHz.

План-изглед на SEM изображения на слоевете GaTe, отглеждани върху подложки GaAs (001) при различна температура на субстрата: (а) проба # GT1, TS ≈ 450 ° C; (б) проба # GT2, TS ≈ 530 ° C. Вложките показват SEM изображения на напречното сечение на съответните структури.

Еволюцията на моделите на RHEED по посока [1 ¯ 1 ¯ 20] в MBE на епилаторите GaTe/GaAs (001), отглеждани при ниски TS ≈ 450 ° C (проба # GT1): (а) дебелината на слоя на

4 nm; б) дебелината на слоя от

9 nm; в) структурата на RHEED на проба # GT2, отглеждана при TS ≈ 530 ° C (дебелината на слоя е

PL спектри на слоя GaTe/GaAs (001) # GT2, измерени след различно време на съхранение във вакуум (в рамките на три седмици). Интензитетът на PL се нормализира до пика на PL с енергия от 1.45 eV.

(а) Дифракционната рентгенова картина на слой GaTe, отглеждан при TS ≈ 530 ° C (# GT2); (b) TEM изображение на напречно сечение на хетероструктурата GaSe/GaTe/GaSe.