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Erschienen in: Journal of Materials Science 10/2017

20.01.2017 | Original Paper

The influence of N and Bi on the band gap and sub-band interactions in a proposed material GaSb1−xy N y Bi x /GaSb: a theoretical approach

verfasst von: Utsa Das, S. Dhar

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 10/2017

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Abstract

The quaternary GaSb1−xy N y Bi x , epitaxially grown over GaSb substrates, is proposed as a suitable material for optoelectronic devices in the mid-infrared region. Conduction band anti-crossing and valence band anti-crossing models are used to calculate the conduction band and valence band split-off energies and strain in the material as functions of Bi and N contents. Material compositions and band gap are calculated for various strain conditions, such as unstrained, tensile strain and compressive strain. Ratio of nitrogen concentration to Bi concentration for perfect lattice match with GaSb substrate is calculated as 0.14.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Zhang Y, Mascarenhas A (2005) Similar and dissimilar aspects of III–V semiconductors containing Bi versus N. Phys Rev B 71:155201CrossRef Zhang Y, Mascarenhas A (2005) Similar and dissimilar aspects of III–V semiconductors containing Bi versus N. Phys Rev B 71:155201CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Shan W, Walkiewicz W, Ager JW (1999) Band anti-crossing in GaInNAs alloys. Phys Rev 82(6):1221–1224 Shan W, Walkiewicz W, Ager JW (1999) Band anti-crossing in GaInNAs alloys. Phys Rev 82(6):1221–1224
3.
Zurück zum Zitat Sweeney SJ, Jin SR (2013) Bismide-nitride alloys: promising for efficient light emitting devices in the near- and mid-infrared. J Appl Phys 113:043110CrossRef Sweeney SJ, Jin SR (2013) Bismide-nitride alloys: promising for efficient light emitting devices in the near- and mid-infrared. J Appl Phys 113:043110CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Fluegel B, Francoeur S, Mascarenhas A, Tixier S, Young EC, Tiedje T (2006) Giant spin–orbit bowing in GaAs1−xBix. Phys Rev Lett 97:067205CrossRef Fluegel B, Francoeur S, Mascarenhas A, Tixier S, Young EC, Tiedje T (2006) Giant spin–orbit bowing in GaAs1−xBix. Phys Rev Lett 97:067205CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Grenouillet L (2001) PhD Lyon University Grenouillet L (2001) PhD Lyon University
6.
Zurück zum Zitat Nacer S, Aissat A, Ferdjani K (2008) Band gap and band offsets of GaNAsBi lattice matched to GaAs substrate. Opt Quantum Electron 40:677–683CrossRef Nacer S, Aissat A, Ferdjani K (2008) Band gap and band offsets of GaNAsBi lattice matched to GaAs substrate. Opt Quantum Electron 40:677–683CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Walukiewicz W, AgerIII JW, Haller EE, Geisz JF, Friedman DJ, Olson JM, Kurtz Sarah R (1999) Effect of nitrogen on the band structure of GaInNAs alloys. J Appl Phys 86:2349CrossRef Walukiewicz W, AgerIII JW, Haller EE, Geisz JF, Friedman DJ, Olson JM, Kurtz Sarah R (1999) Effect of nitrogen on the band structure of GaInNAs alloys. J Appl Phys 86:2349CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Mondal A, Das TD, Haldar N, Dhar S (2006) Growth of dilute GaSbN layers by liquid-phase epitaxy. J Cryst Growth 297:4–6CrossRef Mondal A, Das TD, Haldar N, Dhar S (2006) Growth of dilute GaSbN layers by liquid-phase epitaxy. J Cryst Growth 297:4–6CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Wang D, Svensson SP et al (2009) Band edge optical transition in dilute-nitride GaNSb. J Appl Phys 105:014904CrossRef Wang D, Svensson SP et al (2009) Band edge optical transition in dilute-nitride GaNSb. J Appl Phys 105:014904CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Das SK, Das TD, Dhar S, De La Mare M, Krier A (2012) Near infrared photoluminescence observed in dilute GaSbBi alloys grown by liquid phase epitaxy. Infrared Phys Technol 55:156–160CrossRef Das SK, Das TD, Dhar S, De La Mare M, Krier A (2012) Near infrared photoluminescence observed in dilute GaSbBi alloys grown by liquid phase epitaxy. Infrared Phys Technol 55:156–160CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Rajpalke MK, Linhart WM et al (2013) Growth and application of GaSbBi alloys. Appl Phys Lett 103:142106CrossRef Rajpalke MK, Linhart WM et al (2013) Growth and application of GaSbBi alloys. Appl Phys Lett 103:142106CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Habchi MM, BenNasr A, Rebey A, ElJani B (2013) Electronic band structure calculation of GaNAsBi alloys and effective mass study. Infrared Phys Technol 61:88–93CrossRef Habchi MM, BenNasr A, Rebey A, ElJani B (2013) Electronic band structure calculation of GaNAsBi alloys and effective mass study. Infrared Phys Technol 61:88–93CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Vurgaftman I, Meyer JR, Ram-Mohan LR (2001) Band parameters for III–V compound semiconductors and their alloys. J Appl Phys 89:5815CrossRef Vurgaftman I, Meyer JR, Ram-Mohan LR (2001) Band parameters for III–V compound semiconductors and their alloys. J Appl Phys 89:5815CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Jefferson PH, Veal TD et al (2006) Band anticrossing in GaNxSb1−x. Appl Phys Lett 89:111921CrossRef Jefferson PH, Veal TD et al (2006) Band anticrossing in GaNxSb1−x. Appl Phys Lett 89:111921CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Samajdar DP, Das TD, Dhar S (2015) Valence band anti-crossing model for GaSb1−xBix and GaP1−xBix using k.p method. Mater Sci Semicond Process 40:539–542CrossRef Samajdar DP, Das TD, Dhar S (2015) Valence band anti-crossing model for GaSb1−xBix and GaP1−xBix using k.p method. Mater Sci Semicond Process 40:539–542CrossRef
17.
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18.
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Metadaten
Titel
The influence of N and Bi on the band gap and sub-band interactions in a proposed material GaSb1−x−y N y Bi x /GaSb: a theoretical approach
verfasst von
Utsa Das
S. Dhar
Publikationsdatum
20.01.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 10/2017
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-017-0795-1

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