Фотолюминесцентные исследования метаморфных наногетероструктур In$_{0.7}$Al$_{0.3}$As/In$_{0.75}$Ga$_{0.25}$As/In$_{0.7}$Al$_{0.3}$As на подложках GaAs

Экспериментально исследовано влияние конструкции метаморфного буфера метаморфных наногетероструктур In$_{0.7}$Al$_{0.3}$As/In$_{0.75}$Ga$_{0.25}$As для HEMT на их электрофизические параметры и фотолюминесцентные свойства. Исследуемые гетероструктуры были выращены методом молекулярно-лучевой эпитаксии на подложках GaAs(100) с использованием линейного или ступенчатого метаморфного буфера In$_x$Al$_{1-x}$As. В образцах с линейным метаморфным буфером внутрь буфера были введены сбалансированно-рассогласованные сверхрешетки или инверсные ступени. В области энергии фотонов 0.6 $<\hbar\omega<$ 0.8 эВ спектры фотолюминесценции для всех образцов идентичны и соответствуют переходам из первой и второй подзон электронов в зону тяжелых дырок в квантовой яме In$_{0.75}$Ga$_{0.25}$As/In$_{0.7}$Al$_{0.3}$As. Обнаружено, что ширина на половине высоты соответствующей полосы пропорциональна двумерной концентрации электронов, а интенсивность люминесценции возрастает с увеличением холловской подвижности в гетероструктурах. В диапазоне энергий фотонов 0.8 $<\hbar\omega<$ 1.3 эВ, соответствующем рекомбинации носителей в барьерной области InAlAs, обнаружены особенности в спектрах фотолюминесценции. Эти особенности связаны с различием профиля распределения индия в заглаживающих и нижних барьерных слоях образцов, обусловленным различной конструкцией метаморфного буфера.