Antimoniure d'aluminium-gallium

L'antimoniure d'aluminium-gallium, également antimoniure de gallium-aluminium ou AlGaSb (AlxGa1-xSb), est un composé semi-conducteur III-V ternaire. L'alliage peut contenir une proportion quelconque d'aluminium et de gallium ; c'est-à-dire que dans la formule, x peut prendre n'importe quelle valeur comprise 0 et 1. La formule AlGaSb fait généralement référence à une composition quelconque de l'alliage.

La largeur de bande interdite et la constante de réseau des alliages AlGaSb sont comprises entre celles de AlSb (a = 0,614 nm, Eg = 1,62 eV) et de GaSb (a = 0,610 nm, Eg = 0,73 eV)[1] purs. Pour une composition intermédiaire, la bande interdite passe d'un gap indirect, comme pour l'AlSb pur, à un gap direct, comme pour le GaSb pur. Diverses valeurs de la composition à laquelle cette transition intervient ont été reportées au cours du temps, issues d'études numériques et expérimentales, les valeurs allant de x = 0,23 à x = 0,41[1],[2],[3].

Préparation

Des films de AlGaSb ont été fabriqués par épitaxie par jet moléculaire, épitaxie par jet chimique (en)[4] et épitaxie en phase liquide[5] sur des substrats en arséniure de gallium et en antimoniure de gallium. Il est souvent incorporé dans des hétérostructures en couche avec d'autres composés III-V.

Applications

AlGaSb a été utilisé dans des dispositifs tels que des transistors bipolaires à hétérojunction (en) et HEMT[6],[7],[8], des diodes à effet tunnel résonant (en)[9], des cellules photovoltaïques[10], des lasers en infrarouge proche[11] et dans un nouveau modulateur infrarouge[12]. Il est quelquefois choisi comme intercouche ou couche tampon dans les études de puits quantiques en GaSb et en InAs.

L'AlGaSb riche en aluminium est parfois préféré à AlSb dans des hétérostructures, étant plus stable chimiquement et plus résistant à l'oxydation que l'AlSb pur[6],[7].

Références

  1. ↑ a et b (en) Vurgaftman, I., Meyer, J. R., Ram-Mohan, L. R., « Band parameters for III–V compound semiconductors and their alloys », Journal of Applied Physics, vol. 89, no 11,‎ , p. 5815–5875 (DOI 10.1063/1.1368156, Bibcode 2001JAP....89.5815V)
  2. ↑ (en) Wang, F., Jia, Y., Li, S.-F., Sun, Q., « First-principles calculation of the 6.1 Å family bowing parameters and band offsets », Journal of Applied Physics, vol. 105, no 4,‎ , p. 043101–043101–4 (DOI 10.1063/1.3072688, Bibcode 2009JAP...105d3101W)
  3. ↑ (en) Mathieu, H., Auvergne, D., Merle, P., Rustagi, K. C., « Electronic energy levels in Ga1−xAlxSb alloys », Physical Review B, vol. 12, no 12,‎ , p. 5846–5852 (DOI 10.1103/PhysRevB.12.5846)
  4. ↑ (en) Okuno, Y., Asahi, H., Kaneko, T., Itani, Y., Asami, K., Gonda, S., « MOMBE growth of AlGaSb », Journal of Crystal Growth, vol. 115, nos 1–4,‎ , p. 236–240 (DOI 10.1016/0022-0248(91)90745-Q, Bibcode 1991JCrGr.115..236O)
  5. ↑ (en) Wada, T., Kubota, K., Ikoma, T., « Liquid phase epitaxial growth of AlGaSb », Journal of Crystal Growth, vol. 66, no 3,‎ , p. 493–500 (DOI 10.1016/0022-0248(84)90147-7, Bibcode 1984JCrGr..66..493W)
  6. ↑ a et b (en) Bennett, B. R., Khan, S. A., Boos, J. B., Papanicolaou, N. A., Kuznetsov, V. V., « AlGaSb Buffer Layers for Sb-Based Transistors », Journal of Electronic Materials, vol. 39, no 10,‎ , p. 2196–2202 (DOI 10.1007/s11664-010-1295-0, Bibcode 2010JEMat..39.2196B, S2CID 54777000)
  7. ↑ a et b (en) Bennett, B. R., Boos, J. B., Ancona, M. G., Papanicolaou, N. A., Cooke, G. A., Kheyrandish, H., « InAlSb/InAs/AlGaSb Quantum Well Heterostructures for High-Electron-Mobility Transistors », Journal of Electronic Materials, vol. 36, no 2,‎ , p. 99–104 (DOI 10.1007/s11664-006-0057-5, Bibcode 2007JEMat..36...99B, S2CID 887524)
  8. ↑ (en) Furukawa, A., Mizuta, M., « Heterojunction bipolar transistor utilising AlGaSb/GaSb alloy system », Electronics Letters, vol. 24, no 22,‎ , p. 1378 (DOI 10.1049/el:19880943, Bibcode 1988ElL....24.1378F)
  9. ↑ (en) Magno, R., Bracker, A. S., Bennett, B. R., « Resonant interband tunnel diodes with AlGaSb barriers », Journal of Applied Physics, vol. 89, no 10,‎ , p. 5791–5793 (DOI 10.1063/1.1365940, Bibcode 2001JAP....89.5791M)
  10. ↑ (en) Vadiee, E., Renteria, E., Zhang, C., Williams, J. J., Mansoori, A., Addamane, S., Balakrishnan, G., Honsberg, C. B., « AlGaSb-Based Solar Cells Grown on GaAs: Structural Investigation and Device Performance », IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 7, no 6,‎ , p. 1795–1801 (DOI 10.1109/JPHOTOV.2017.2756056 Accès libre)
  11. ↑ (en) Wang, C. A., Jensen, K. F., Jones, A. C., Choi, H. K., « n -AlGaSb and GaSb/AlGaSb double-heterostructure lasers grown by organometallic vapor phase epitaxy », Applied Physics Letters, vol. 68, no 3,‎ , p. 400–402 (DOI 10.1063/1.116698, Bibcode 1996ApPhL..68..400W)
  12. ↑ (en) Xie, H., Wang, W. I., « Normal incidence infrared modulator using direct–indirect transitions in GaSb quantum wells », Applied Physics Letters, vol. 63, no 6,‎ , p. 776–778 (DOI 10.1063/1.109904, Bibcode 1993ApPhL..63..776X)
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