锑化镓 (GaSb) 光发射特性
光学性能作为评价材料质量和器件性能的标准也受到了广泛的研究。目前，锑化镓（GaSb）材料被认为具有光电应用的潜力，我司可提供未掺杂和非故意锑化镓Gasb单晶材料。为了充分发挥GaSb在结构设计中的潜力，需要清楚地了解材料系统的特性，例如能带参数和载流子动力学。光致发光 (PL) 是一种自发发射，其中光从材料中发射出来。PL 的峰值能量和强度主要取决于材料中被激发的区域。PL 测量是表征材料参数的有用工具，有助于理解材料中的动态载体过程。例如，PL 测量有利于研究光发射过程、材料成分和杂质含量。GaSb 材料的光学特性简要概述 如下：
1. 未掺杂GaSb发光特性
未掺杂的 GaSb 是直接带隙半导体，带隙约为 0.8 eV，始终为 p 型。1997 年，Dutta等人对GaSb生长技术进行了全面的综述，包括由此产生的结构、电子和输运特性，以及一些光学特性。
Jakowetz 等人早在 1972 年就研究了未掺杂 p-GaSb 的发光特性，他们观察到双电离受体会影响未掺杂 GaSb 中空穴的浓度。图 1显示了未掺杂 GaSb 的实验 PL 数据。810 meV 处的峰值发射归因于自由激子，而 795.5 meV 处的发射线被确定为来自束缚激子。线 A、B 和 C 被解释为从导带到三个受体能级的跃迁。由 EA、EB 和 EC 表示的受体电离能分别为 34.5、55 和 102 meV。具体解释见表1：
图1：( a ) 从化学计量熔体生长的 GaSb 样品 W4 的 PL 光谱
( b ) 从富含锑的熔体中生长的 GaSb 样品 W7 的 PL 光谱
表1：GaSb的能量位置及其解释
| 线 | hυ (mev) | |
| FE | 810 | 自由激子 |
| BE | 795.5 | 束缚激子 |
| A | 777.5 | 带受体跃迁 E A = 34.5 meV |
| BE-LO | 766 | 线BE声子复制品 (LO) Γ-声子：(hυ) Ph = 29.5 meV |
| B | 757 | 带-受体跃迁 E B = 55 meV |
| A-LO | 748.5 | 线 A声子复制品 (LO) Γ-声子：(hυ) Ph = 29 meV |
| B-LO | 728 | 线B声子复制品 （LO）Γ-声子：（hυ）Ph = 29 meV |
| C | 710 | 带-受体跃迁 E c = 102 meV 线 A 中受体的第二个电离步骤 |
| D | 803 | 带受体跃迁 E D = 9 meV |
Jakowetz等人得出结论，受体最简单的可能模型是反结构缺陷，即作为Sb位点上的Ga原子。然而，他们也承认在未掺杂GaSb中可能存在更复杂的缺陷结构。
2. 非故意掺杂GaSb发光特性
根据Lee等人的工作，非故意掺杂的GaSb在680-810 meV范围内可以在低温PL光谱中显示大约20个跃迁。虽然其中一些转变与特定的缺陷有明显的关联，PL测量为进一步的研究提供了很大的优势。当使用特定的生长方法或特定的生长条件时，PL属性可能会存在巨大差异。对于使用MBE技术生长的样品，当生长温度范围为500-550°C且Sb4:Ga通量比大于1.5时，结晶度更好。在另一项研究中，利用缓冲层降低缺陷浓度。显然，通过优化生长条件，高质量的MBE生长的GaSb材料拥有更高载流子迁移率。
更重要的是，PL 测量可用于确定优质 GaSb 材料中发生的跃迁。首先，自由激子 (FE) 跃迁是高光学质量的标志。然而，一些束缚激子跃迁(BE1-BE4)通常被观察到，并倾向于主导MBE生长样品的发射。GaSb 的受主相关跃迁见表2. 此外，跃迁能可能是由非故意掺杂掺入的供体浓度、应变效应或竞争的自由结合和供体-受体跃迁引起的。最近，研究人员发现，与未识别的受体跃迁结合的自由电子到空穴可能会在 GaSb 的 Te 掺杂后主导复合，特别是在高掺杂水平下。自此，掺杂效应引起的锑化镓 PL 特性在光电器件设计方面引起了兴趣。
表2：GaSb 的受主相关跃迁
| 能量 (meV) | 半高宽 (meV) | 注释 |
| 806 | 3 | BE1 |
| 802 | 2 | BE2 或 BE3 |
| 800–790 | 未解决 | BE4 和其他受体相关跃迁 |
| 785 | 10-15 | 不明受体 U 1 |
| 775 | 5 | |
| 757 | 未解决 | |
| 746 | 7–8 | ALO声子复制品 |
| 725 | 10 | |
| 722 | 未解决 | U2 |
| 717 | 2–3 | U3 |
| 710 | 5 | U4 |
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