Электроакустическая конверсия в модуляционно-легированных гетероструктурах SiGe/Si

Abstract

Методом высокочастотной гибридной акустической спектроскопии на частоте ~ 225 МГц изучена температурная зависимость эффективности линейной генерации звуковых волн электрическими полями в модуляционно-легированных гетероструктурах Si1–xGex /Si. Показано, что сигнал конверсии для области температур 4,2–150 К связан с наличием областей пространственного заряда в структуре и кулоновским механизмом возбуждения продольных акустических волн электрическим полем, нормальным к поверхности планарной структуры. Изучено влияние содержания атомов Ge x в когерентно- напряженных слоях SiGe на амплитуду сигнала конверсии. Обнаружена высокая чувствительной величины эффекта к изменению индекса x в интервале 0,1 < x < 0,13. Обсуждается влияние возможной пьезоактивности слоев SiGe, а также зарядов на глубоких ловушках вблизи границ раздела Si/SiGe/Si на величину сигнала конверсии.

Методом високочастотної гібридної акустичної спектроскопії на частоті ~ 225 МГц вивчено температурну залежність ефективності лінійної генерації звукових хвиль електричними полями в модуляц ійно-легованих гетероструктурах Si1–xGex/Si. Показано, що сигнал конверсії для області температур 4,2–150 К пов’язаний з наявністю областей просторового заряду в структурі й кулонівським механізмом порушення поздовжніх акустичних хвиль електричним полем, нормальним до поверхні планарної структури. Вивчено вплив вмісту атомів Ge x у когерентно-напружених шарах SiGe на амплітуду сигналу конверсії. Виявлено високу чутливість величини ефекту до зміни індексу x в інтервал і 0,1 < x < 0,13. Обговорюється вплив можливої п’єзоактивності шарів SiGe, а також зарядів на глибоких пастках поблизу межи поділу Si/SiGe/Si на величину сигналу конверсії.

The temperature dependence of the efficiency of acoustic wave linear generation by electric fields in modulation-doped Si1–xGex/Si heterostructures has been studied by the HF-hybrid acoustic spectroscopic method at a frequency of ~ 225 MHz. It is shown that the conversion signal at temperatures ranged from 4,2 to 150 K is associated with the existence of space-charge regions in the structure and the Coulomb mechanism of electric excitation of acoustic waves. The effect of Ge atom content, x, in coherence-stressed SiGe layers on the conversion signal amplitude is investigated. The effect is found to be very sensitive to variations of x in the interval 0.1 < x < 0.13. The influence of some possible piezoactivity of the SiGe layers and the changes on deep traps in the vicinity of Si/SiGe/Si interfaces on the conversion signal is discussed.