Abstract
By investigating photoluminescence (PL) spectra (20 K) of undoped and Be-doped p-type GaSb/GaAs epilayers, the origin has been analyzed by the change due to doping density. We have observed that the PL peak shifts to higher energy and the full-width half-maximum (FWHM) decreases with increasing the doping density below ${\sim}10^{17}cm^{-3}$, contrasted to shift to low energy and increasing FWHM above the density of ${\sim}10^{17}cm^{-3}$. From the variation of the integrated PL intensities of three peaks dissolved by Gaussian fit, it has been analyzed that, as the density increases, the $Be[Be_{Ga}]$ acceptor level (0.794 eV) reduces, whereas the intrinsic defect of $A[Ga_{Sb}]$ (0.778 eV) enhances together with a new $Be^*$ level (0.787 eV) locating between A and Be. We have discussed that it is due to coexistence of the Be acceptor level (${\Delta}E=16meV$) and the complex level (${\Delta}E=23meV$), $Be^*[Ga_{Sb}-Be_{Ga}]$combined by Be and A, in Be-doped p-GaSb, and that the level density of $Be[Be_{Ga}]$ may be reduced above ${\sim}10^{17}cm^{-3}$.
Be을 도핑한 p형 GaSb:Be 에피층의 광여기 발광(PL) 스펙트럼(20 K)의 도핑밀도에 따른 변화를 조사하여, Be 억셉터의 근원을 분석하였다. 도핑을 증가시키면 PL 피크가 고에너지로 변위하고 반치폭은 줄어드는 경향을 보이다가, 밀도가 ${\sim}10^{17}cm^{-3}$ 이상에서 피크 에너지는 오히려 저에너지로 변위하고 반치폭이 늘어나는 현상을 관측하였다. 3개 피크로 분리한 PL 스펙트럼의 적분 PL 강도 변화를 통하여, 도핑 증가에 따라 $Be[Be_{Ga}]$ 준위(0.794 eV)는 감소하는 반면 진성결함에 기인한 $A[Ga_{Sb}]$ 피크(0.778 eV)와 함께 Be과 A 사이에 위치하는 새로운 $Be^*$ 준위(0.787 eV)가 증가하기 때문으로 분석되었다. 이것은 Be을 도핑한 p-GaSb:Be 에피층에는 Be 얕은준위(${\Delta}E=16meV$)와 Be과 A 결함준위가 결합한 $Be^*[Ga_{Sb}-Be_{Ga}]$의 복합준위(${\Delta}E=23meV$)가 공존하기 때문으로 논의하였으며, ${\sim}10^{17}cm^{-3}$ 이상 도핑할 경우에는 Be 준위가 다소 감소할 수 있음을 보였다.