调控GaAs/AlGaAs二维电子气中线偏振光致电流的方法技术

本发明专利技术涉及一种调控GaAs/AlGaAs二维电子气中线偏振光致电流的方法。该方法通过改变样品温度有效调控GaAs/AlGaA二维电子气中线偏振光致电流：首先，用分子束外延设备生长GaAs/AlGaAs二维电子气样品，并在样品对角上沉积铟电极；其次，调整光路，使入射激光波长为1064nm；最后，将样品置于杜瓦瓶中，使样品温度由77K至室温300K变化，测量样品随温度变化的线偏振光致电流。本发明专利技术方法调控效果显著，且实施简便。

Method for regulating GaAs/AlGaAs two-dimensional electron gas linear polarized light induced current

The invention relates to a method for regulating the polarized light induced current of GaAs/AlGaAs two-dimensional electron gas. The method by changing the sample temperature control GaAs/AlGaA two-dimensional electron gas of polarized light induced current: first, the growth of GaAs/AlGaAs two-dimensional electron gas samples by molecular beam epitaxy, and deposited indium electrode in the sample on the diagonal; secondly, to adjust the optical path, the wavelength of the incident laser is 1064nm; finally, the sample is placed in a dewar, the temperature of the sample from 77K to 300K at room temperature, measured with temperature changes linearly polarized light induced current. The method of the invention has remarkable control effect and is easy to implement.

【技术实现步骤摘要】
调控GaAs/AlGaAs二维电子气中线偏振光致电流的方法
本专利技术涉及半导体及固体电子学领域，具体涉及一种调控GaAs/AlGaAs二维电子气中线偏振光致电流的方法。
技术介绍
线偏振光致电流与光致激发过程、声子散射、静态缺陷散射、载流子在非对称中心散射及光子摇曳效应等相关，因此研究线偏振光电流有利于更好地研究散射机制等多种物理机制。同时，研究线偏振光致电流有利于制备实用的线偏振光相关光电器件，例如偏振探测器，线偏振光伏器件，及光开关等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种调控GaAs/AlGaAs二维电子气中线偏振光致电流的方法，该方法调控效果显著，且实施简便。为实现上述目的，本专利技术的技术方案包括如下步骤：S1：用分子束外延设备生长GaAs/AlGaAs二维电子气样品，并在样品对角上沉积铟电极；S2：调整光路，使入射激光波长为1064nm，并经过光路入射至GaAs/AlGaAs二维电子气样品上；S3：将所述样品置于杜瓦瓶中，使样品温度由77K至室温300K变化，测量样品随温度变化的线偏振光致电流。在本专利技术的实施例中，所述步骤S1中的条件为：用分子束外延法在（001）面GaAs衬底上生长GaAs/AlGaAs二维电子气样品；所述样品的生长过程如下，首先在样品上生长10个周期GaAs/Al0.3Ga0.7As超晶格作为缓冲层，再生长大于1μm的GaAs缓冲层，然后生长30nm厚的Al0.3Ga0.7As，进行Si-δ掺杂后再生长50nm厚的Al0.3Ga0.7As，最后生长10nm厚的GaAs。在本专利技术的实施例中，所述GaAs/AlGaAs二维电子气样品材料为单晶的GaAs/AlGaAs异质结，且在GaAs、AlGaAs二者的接触面上形成二维电子气。在本专利技术的实施例中，所述步骤S2中，使入射激光波长为1064nm的激光通过起偏器后通过四分之一波片再入射到所述样品上，通过步进电机带动四分之一波片，使入射到样品上激光的偏振态在线偏振光与圆偏振光之间周期性变化。在本专利技术的实施例中，所述步骤S3中的条件为：将所述样品置于杜瓦瓶中，通过由杜瓦瓶和温控箱组成的控温系统改变样品温度，改变样品的线偏振光致电流。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术方法调控效果显著，且实施简便。附图说明图1是本专利技术一种改变GaAs/AlGaAs二维电子气中线偏振光致电流的方法实施例中GaAs/AlGaAs二维电子气样品。其中，1为(001)面的GaAs衬底，2为10个周期GaAs/Al0.3Ga0.7As超晶格，3为大于1μm的GaAs，4为30nm厚的Al0.3Ga0.7As，5为50nm厚的Al0.3Ga0.7As，6为10nm厚的GaAs，7为Si-δ掺杂，8为GaAs/AlGaAs界面上生成的二维电子气。此GaAs/AlGaAs二维电子气样品是利用分子束外延法生长的，样品衬底为(001)面的GaAs。图2是一种改变GaAs/AlGaAs二维电子气中线偏振光致电流的方法实施例中所用的光路图。其中，9为1064nm波长激光器，10为532nm波长激光器，11和12为反射镜，13为渐变衰减片，14为斩波器，15和18为小孔光阑，16为起偏器，17为四分之一波长波片，19为样品。图3是本专利技术一种改变GaAs/AlGaAs二维电子气中线偏振光致电流的方法实施例中激光的入射平面示意图。其中样品的边沿平行于[110]晶向和[10]晶向，在样品的对角方向即[100]晶向沉积了一对铟电极；20、21为所沉积的铟电极。图4是本专利技术一种改变GaAs/AlGaAs二维电子气中线偏振光致电流的方法实施例所测得的结果。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。本专利技术的一种调控GaAs/AlGaAs二维电子气中线偏振光致电流的方法，包括如下步骤，S1：用分子束外延设备生长GaAs/AlGaAs二维电子气样品，并在样品对角上沉积铟电极；S2：调整光路，使入射激光波长为1064nm，并经过光路入射至GaAs/AlGaAs二维电子气样品上；S3：将所述样品置于杜瓦瓶中，使样品温度由77K至室温300K变化，测量样品随温度变化的线偏振光致电流。所述步骤S1中的条件为：用分子束外延法在（001）面GaAs衬底上生长GaAs/AlGaAs二维电子气样品；所述样品的生长过程如下，首先在样品上生长10个周期GaAs/Al0.3Ga0.7As超晶格作为缓冲层，再生长大于1μm的GaAs缓冲层，然后生长30nm厚的Al0.3Ga0.7As，进行Si-δ掺杂后再生长50nm厚的Al0.3Ga0.7As，最后生长10nm厚的GaAs。所述GaAs/AlGaAs二维电子气样品材料为单晶的GaAs/AlGaAs，且在GaAs、AlGaAs二者的接触面上形成二维电子气。所述步骤S2中，使入射激光波长为1064nm的激光通过起偏器后通过四分之一波片再入射到所述样品上，通过步进电机带动四分之一波片，使入射到样品上激光的偏振态在线偏振光与圆偏振光之间周期性变化。所述步骤S3中的条件为：将所述样品置于杜瓦瓶中，通过由杜瓦瓶和温控箱组成的控温系统改变样品温度，改变样品的线偏振光致电流。以下结合附图1-4讲述本专利技术的具体实施例。实施例1在本实施例中，样品为分子束外延法在GaAs衬底上生长的GaAs/AlGaAs二维电子气样品，在GaAs和Al0.3Ga0.7As的界面上形成了二维电子气。本实施例中，使得1064nm波长的激光分别入射到样品上，其中激光的入射角为30°，通过液氮控制样品温度从77K至室温300K的变化，从而调控半导体二维电子气的线偏振光致电流。在本实施例中，所述步骤S1中所述的条件为：此GaAs/AlGaAs二维电子气样品是利用分子束外延法生长的。样品衬底为(001)面的GaAs。样品的生长过程如下，首先在样品上生长10个周期GaAs/Al0.3Ga0.7As超晶格作为缓冲层，防止衬底的缺陷蔓延至样品中，再生长大于1μm的GaAs缓冲层，然后生长30nm厚的Al0.3Ga0.7As，进行Si-δ掺杂后再生长50nm厚的Al0.3Ga0.7As，最后生长10nm厚的GaAs作为盖层。样品各层都单晶，样品在GaAs和Al0.3Ga0.7As的界面上会生成二维电子气。样品结构如图1所示。本实施例中样品的边沿平行于样品的[110]晶向和[10]晶向，在样品的对角方向即[100]晶向沉积了一对铟电极。铟电极沉积完成后，在420℃下真空中退火15分钟。退火的具体步骤为，将样品置于石英管中，先通氩气，并排出空气，以防止在退火的过程中残留的空气带来的影响。当石英管中充满氩气后开始抽真空。将管式炉加热至420℃，将石英管放入管式炉中，15分钟后取出，在室温下自然降温，在退火和降温过程中石英管均保持真空状态。再在铟电极上焊上银线，以便获取线偏振光电流信号。在本实施例中，所述步骤S2可分为S21及S22两个具体步骤：步骤S21：调整光路。由于1064nm波长激光为红外光，肉眼不可见，直接调整1064nm波长激光入射在样品上时难以确定激光的具体位置，所以在实例中利用532nm波长绿光和上转换片进行辅助调节。首先调整532nm波长激光器使其通过两个小孔光阑的中心，并调整起偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调控GaAs/AlGaAs二维电子气中线偏振光致电流的方法，其特征在于：包括如下步骤，S1：用分子束外延设备生长GaAs/AlGaAs二维电子气样品，并在样品对角上沉积铟电极；S2：调整光路，使入射激光波长为1064nm，并经过斩波器、起偏器、四分之一波片后入射至GaAs/AlGaAs二维电子气样品上；S3：将所述GaAs/AlGaAs二维电子气样品置于杜瓦瓶中，使样品温度由77K至室温300K变化，测量样品随温度变化的线偏振光致电流。

【技术特征摘要】
1.一种调控GaAs/AlGaAs二维电子气中线偏振光致电流的方法，其特征在于：包括如下步骤，S1：用分子束外延设备生长GaAs/AlGaAs二维电子气样品，并在样品对角上沉积铟电极；S2：调整光路，使入射激光波长为1064nm，并经过斩波器、起偏器、四分之一波片后入射至GaAs/AlGaAs二维电子气样品上；S3：将所述GaAs/AlGaAs二维电子气样品置于杜瓦瓶中，使样品温度由77K至室温300K变化，测量样品随温度变化的线偏振光致电流。2.根据权利要求1所述的调控GaAs/AlGaAs二维电子气中线偏振光致电流的方法，其特征在于：所述步骤S1中的条件为：用分子束外延法在（001）面GaAs衬底上生长GaAs/AlGaAs二维电子气样品；所述样品的生长过程如下，首先在样品上生长10个周期GaAs/Al0.3Ga0.7As超晶格作为缓冲层，再生长大于1μm的GaAs缓冲层，然后生长30nm厚的Al0.3Ga0.7As...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞金玲，曾晓琳，程树英，陈涌海，赖云锋，郑巧，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35