Для анализа спектральных зависимостей структур на основе твер-
дых растворов необходимо знать ширину запрещенной зоны материала.
Определить эту величину для твердых растворов типа GaAs
1–х
P
х
можно
по следующим формулам [8]:
( )
Г
g
=+-- (1)
( )
X
g
=+-- (2)
Поскольку фосфид галлия – непрямозонный полупроводник, а
арсенид галлия – прямозонный, то существует некоторая точка Е
i
, в
которой происходит перестройка зонной структуры. Значение этого
параметра для GaAs
1-х
P
х
составляет 0,46 эВ.
Типичные спектры фототока короткого замыкания для структур
«металл – твердый раствор GaAs
1-х
P
х
» приведены на рис. 2. Толщина
пленки металла во всех структурах составляла 15 нм. Такая пленка явля-
ется полупрозрачной, т. е. пропускает практически все падающее излуче-
ние. Форма спектральных характеристик в этом случае будет задаваться
оптическими свойствами полупроводникового твердого раствора.
Как известно, волновой диапазон, в котором можно получить за-
метный фототок, определяется зависимостью коэффициента поглоще-
ния полупроводника от длины волны. Длинноволновая граница фото-
чувствительности должна соответствовать значению ширины запре-
щенной зоны полупроводника и смещаться в сторону меньших длин
волн при повышении значения x в твердом растворе GaAs
1-х
P
х
в соот-
ветствии с (1) и (2). Из рис. 2 видно, как резкий рост чувствительности,
обусловленный межзонными переходами, смещается от 1,9 эВ для
x = 0,4 до 2,5 эВ для x = 0,85. Однако начало диапазона чувствительно-
сти не совпадает со значениями, предсказанными (1), поскольку для
исследованных структур оно было обусловлено эффектом переноса
носителей заряда над барьером Шоттки. Этот факт позволил опреде-
лить из спектральных характеристик высоту потенциально барьера
Шоттки для различных составов твердого раствора. Исследования по-
казали, что зависимость высоты барьера от состава схожа по форме с
соответствующей зависимостью изменения ширины запрещенной зоны
и, скорее всего, содержит излом в районе Е
i
.