Antimoniure d'aluminium-indium

L'antimoniure d'aluminium-indium, également antimoniure d'indium-aluminium ou AlInSb (Al_xIn_1-xSb), est un composé semi-conducteur III-V ternaire. L'alliage peut contenir une proportion quelconque d'aluminium et d'indium ; c'est-à-dire que dans la formule, x peut prendre n'importe quelle valeur comprise 0 et 1. La formule AlInSb fait généralement référence à une composition quelconque de l'alliage.

La largeur de bande interdite et la constante de réseau des alliages AlInSb sont comprises entre celles de AlSb (a = 0,614 nm, E_g = 1,62 eV) et de InSb (a = 0,648 nm, E_g = 0,17 eV) purs^[1]. Pour une composition intermédiaire (environ x = 0,73), la bande interdite passe d'un gap indirect, comme celui d'AlSb pur, vers un gap direct, comme celui d'InSb pur^[2].

Préparation

Des films de AlInSb ont été fabriqués par épitaxie par jet moléculaire et par épitaxie en phase vapeur aux organométalliques^[3] sur des substrats en arséniure de gallium et en antimoniure de gallium. Il est typiquement incorporé dans des hétérostructures en couches avec d'autres composés III-V.

Applications

AlInSb a été employé comme matériau barrière et filtre de dislocations pour des puits quantiques InSb et des composants basés sur InSb^[4].

AlInSb a été utilisé comme région active de LEDs et de photodiodes pour générer et détecter la lumière à des longueurs d'onde de l'infrarouge moyen. Ces composants peuvent être optimisés pour un fonctionnement autour de 3,3 μm, une longueur d'onde d'intérêt pour la détection du gaz méthane^[5]^,^[6].

Références

↑ (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, n^o 11,‎ 2001, p. 5815–5875 (DOI 10.1063/1.1368156, Bibcode 2001JAP....89.5815V)
↑ (en) Fares, N. E.-H., Bouarissa, N., « Energy gaps, charge distribution and optical properties of Al_xIn_1−xSb ternary alloys », Infrared Physics & Technology, vol. 71,‎ 2015, p. 396–401 (DOI 10.1016/j.infrared.2015.05.011)
↑ (en) Biefeld, R. M., Allerman, A. A., Baucom, K. C., « The growth of AlInSb by metalorganic chemical vapor deposition », Journal of Electronic Materials, vol. 27, n^o 6,‎ 1998, L43–L46 (DOI 10.1007/s11664-998-0060-0, Bibcode 1998JEMat..27L..43B, S2CID 93622617)
↑ (en) Mishima, T. D., Edirisooriya, M., Goel, N., Santos, M. B., « Dislocation filtering by Al_xIn_1−xSb∕Al_yIn_1−ySb interfaces for InSb-based devices grown on GaAs (001) substrates », Applied Physics Letters, vol. 88, n^o 19,‎ 2006, p. 191908 (DOI 10.1063/1.2203223)
↑ (en) Fujita, H., Nakayama, M., Morohara, O., Geka, H., Sakurai, Y., Nakao, T., Yamauchi, T., Suzuki, M., Shibata, Y., Kuze, N., « Dislocation reduction in AlInSb mid-infrared photodiodes grown on GaAs substrates », Journal of Applied Physics, vol. 126, n^o 13,‎ 2019, p. 134501 (DOI 10.1063/1.5111933, Bibcode 2019JAP...126m4501F, S2CID 209991962)
↑ (en) Morohara, O., Geka, H., Fujita, H., Ueno, K., Yasuda, D., Sakurai, Y., Shibata, Y., Kuze, N., « High-efficiency AlInSb mid-infrared LED with dislocation filter layers for gas sensors », Journal of Crystal Growth, vol. 518,‎ 2019, p. 14–17 (DOI 10.1016/j.jcrysgro.2019.02.049, Bibcode 2019JCrGr.518...14M, S2CID 104467465)

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[1] (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, n^o 11,‎ 2001, p. 5815–5875 (DOI 10.1063/1.1368156, Bibcode 2001JAP....89.5815V)

[2] (en) Fares, N. E.-H., Bouarissa, N., « Energy gaps, charge distribution and optical properties of Al_xIn_1−xSb ternary alloys », Infrared Physics & Technology, vol. 71,‎ 2015, p. 396–401 (DOI 10.1016/j.infrared.2015.05.011)

[3] (en) Biefeld, R. M., Allerman, A. A., Baucom, K. C., « The growth of AlInSb by metalorganic chemical vapor deposition », Journal of Electronic Materials, vol. 27, n^o 6,‎ 1998, L43–L46 (DOI 10.1007/s11664-998-0060-0, Bibcode 1998JEMat..27L..43B, S2CID 93622617)

[4] (en) Mishima, T. D., Edirisooriya, M., Goel, N., Santos, M. B., « Dislocation filtering by Al_xIn_1−xSb∕Al_yIn_1−ySb interfaces for InSb-based devices grown on GaAs (001) substrates », Applied Physics Letters, vol. 88, n^o 19,‎ 2006, p. 191908 (DOI 10.1063/1.2203223)

[5] (en) Fujita, H., Nakayama, M., Morohara, O., Geka, H., Sakurai, Y., Nakao, T., Yamauchi, T., Suzuki, M., Shibata, Y., Kuze, N., « Dislocation reduction in AlInSb mid-infrared photodiodes grown on GaAs substrates », Journal of Applied Physics, vol. 126, n^o 13,‎ 2019, p. 134501 (DOI 10.1063/1.5111933, Bibcode 2019JAP...126m4501F, S2CID 209991962)

[6] (en) Morohara, O., Geka, H., Fujita, H., Ueno, K., Yasuda, D., Sakurai, Y., Shibata, Y., Kuze, N., « High-efficiency AlInSb mid-infrared LED with dislocation filter layers for gas sensors », Journal of Crystal Growth, vol. 518,‎ 2019, p. 14–17 (DOI 10.1016/j.jcrysgro.2019.02.049, Bibcode 2019JCrGr.518...14M, S2CID 104467465)

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