Оптическая характеризация структурных и электрических свойств нанослоев $n$-GaP, выращенных на проводящих подложках (001) $n$-GaP

Сообщается о результатах исследования структурных и электрических свойств гомоэпитаксиального наномасштабного слоя (001) $n$-GaP, толщиной 70 nm, выращенного методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений на проводящей сильнолегированной подложке кристалла $n$-GaP, ориентированного по оси (001). В спектре рамановского рассеяния света такого нанослоя $n$-GaP в образце $n$-GaP/$n$-GaP (001) в сравнении со спектром высокоомного кристаллического образца (001) $si$-GaP удалось обнаружить две достаточно узкие линии, приписанные колебаниям поперечных TO($\Gamma$)$_{-}$ фононов и высокочастотным продольным связанным плазмон-фононным LO($\Gamma$)$_{+}$ колебаниям. При этом установлено, что спектральные параметры LO($\Gamma$)$_{+}$ колебаний как в нанослое $n$-GaP, так и в подложке (001) n-GaP существенно отличаются между собой, а также и от спектральных параметров линии продольных оптических LO($\Gamma$)$_{-}$ фононов. Анализ выявленных строгих количественных особенностей спектральных параметров позволил получить ценную информацию о совершенстве кристаллической структуры наномасштабного гомоэпитаксиального слоя (001) $n$-GaP. Помимо этого, показано что, численные расчеты на основе микроскопической модели рассеяния света LO($\Gamma$)$_{+}$ колебаниями, обусловленного механизмами деформационного потенциала и электрооптическим рассеянием, позволили бесконтактным и неразрушающим образом определить концентрацию $n$ и подвижность $\mu$ свободных носителей заряда гомоэпитаксиального слоя наномасштабной толщины и проводящей сильнолегированной подложки. Полученные значения оказались $n_{\operatorname{hepi}}$=(3.25 $\pm$ 0.1)$\cdot$10$^{17}$ cm$^{-3}$ и подвижности $\mu_{\operatorname{hepi}}$=(40.0 $\pm$ 0.1) cm$^{2}\cdot$ V$^{-1}\cdot s^{-1}$ для гомоэпитаксиального слоя (001) $n$-GaP в сравнении с $n_{\operatorname{subs}}$=(2.52 $\pm$ 0.1)$\cdot$10$^{17}$ cm$^{-3}$ и $\mu_{\operatorname{subs}}$=(51.0 $\pm$ 0.1) cm$^{2}\cdot$ V$^{-1}\cdot s^{-1}$ для подложки (001) $n$-GaP образца $n$-GaP/$n$-GaP (001).