InGaAs(110)解理面的扫描隧道谱的理论诠释

摘要

本工作应用截面扫描隧道显微镜(XSTM)研究了In0.53Ga0.47As/InP异质结构的(110)解理面.扫描隧道谱(STS)测量结果显示,InGaAs的电流-电压(I-V)隧道谱呈现与衬底InP(110)面完全不同特点.InP的I-V谱呈现的零电流平台宽度(隧道谱表观带隙)接近材料带隙,可基于平带模型解释.In0.53Ga0.47As的表观带隙却比其带隙(室温0.74 eV)高出约50％.这反映了针尖与InGaAs发生隧穿时的不同物理图像,需应用针尖诱导能带弯曲(TIBB)模型来解释.基于三维TIBB模型的计算,我们发现表面态密度是对隧道谱线特征具有敏感影响的参数.适当选取参数不仅能定量解释InGaAs的I-V谱的零电流平台宽度,而且能较准确预言零电流平台的起、止能量位置,并能计算给出与实验高度重合的I-V理论谱线.