Investigación

 

Effects of elastic energy on the spinodal decomposition of InNAsP/InP heterostructures

 

S.F. Díaz Albarránª, V.A. Elyukhin^b, and P.R. Peraltaª

 

^a Department of Engineering in Computation, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica del Instituto Politécnico Nacional, México D.F., México.

^b Department of Electrical Engineering, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional del Instituto Politécnico Nacional, México D.F., México.

 

Recibido el 14 de mayo de 2010
Aceptado el 16 de noviembre de 2010

 

Abstract

Spinodal decomposition of the InN_xAs_yP_1–x–y quaternary alloys lattice–matched to the InP as the result of the internal deformation and elastic energies is described. The alloys are represented as quasiternary regular solutions. The internal deformation energy is obtained from the interaction parameters between the constituent compounds estimated by the valence force field model. Ranges of spinodal decomposition of the InN_xAs_yP_1–x–y alloys up to y ≤ 0.109 with and without elastic energy are demonstrated. Our results suggest that such energy prevents spinodal decomposition.

Keywords: Quaternary alloys; spinodal decomposition.

 

Resumen

Se describe la descomposición espinodal de las aleaciones cuaternarias InN_xAs_yP_1–x–y crecidas sobre InP como resultado de las energías de deformación interna y elástica. Las aleaciones se representan como soluciones cuasiternarias regulares. La energía de deformación interna se obtiene de los parámetros de interacción entre los compuestos que forman la aleación estimados por el modelo de campo de fuerza de valencia. Se muestran los rangos de descomposición espinodal de las aleaciones InN_xAs_yP_1–x–y con y sin la energía elástica hasta y ≤ 0.109. Nuestros resultados sugieren que tal energía previene la descomposición espinodal.

Descriptores: Aleación cuaternaria; descomposición espinodal.

 

PACS: 81.05.Bx

 

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Acknowledgments

One of us (S. F. Diaz Albarran) gratefully acknowledges to SIP–IPN for support to project No. 20090011.

 

References

1. Ch.W. Tu, W.G. Bi, Y. Ma, J.P. Zhang, L.W. Wang, and S.T. Ho, IEEE J. Select. Topics Quantum Electron. 4 (1998) 510.         [ Links ]

2. E.T. Yu, S.L. Zuo, W.G. Bi and C.W. Tu, J. Vac. Sci. Technol. A. 17 (1999) 2246.         [ Links ]

3. S.L. Zuo, W.G. Bi, and E.T. Yu, J. Vac. Sci. Technol. B 16 (1998) 2395.         [ Links ]

4. J.C. Phillips, Bonds and Bands in Semiconductors (Academic Press, New York, 1973) p.208.         [ Links ]

5. G.B. Stringfellow, Organometallic Vapor–Phase Epitaxy: Theory and Practice. (Academic Press, Boston, 1989) p. 94.         [ Links ]

6. S.N.G. Chu, S. Nakahara, K.E. Strege, and W.D. Johnson Jr., J. Appl.Phys. 57 (1985) 4610.         [ Links ]

7. A.G. Norman and G.R. Booker, J. Appl. Phys. 57 (1985) 4715        [ Links ]

8. K. Onabe, Jpn. J. Appl. Phys. 21 (1982) 1323.         [ Links ]

9. J.W. Cahn, Acta Metall. 9 (1961) 795.         [ Links ]

10. T.L. McDevitt, S. Mahajan, D.E. Laughlin, W.A. Bonner, and V.G. Keramidas, Phys. Rev. B 45 (1992) 6614.         [ Links ]

11. P. Glansdorf and I. Prigogine, Thermodynamic Theory of Structure Stability and Fluctuations (New York: Wiley–Interscience, 1972) p. 46.         [ Links ]

12. S.F. Diaz Albarran and P. Rodriguez Peralta, Rev. Mex. Fís. 56 (2010) 132.         [ Links ]

13. S.F. Diaz Albarran, and V.A. Elyukhin, Rev. Mex. Fís. 53 (2007) 114.         [ Links ]

14. R. Asomoza, V.A. Elyukhin, and R. Peña–Sierra, Appl. Phys. Lett. 78 (2001) 2494.         [ Links ]

15. V.A. Elyukhin and L.P. Sorokina, Sov. Phys. Dokl. 31 (1986) 342.         [ Links ]

16. R.M. Martin, Phys. Rev. B 1 (1970) 4005.         [ Links ]

17. Landolt–Börnstein, New Series Vol: 17d edited by M. Shulz and H. Weiss (Berlin: Springer 1986).         [ Links ]

18. W.G. Bi, and C.W. Tu, Appl. Phys. Lett. 72 (1998) 1161.         [ Links ]

19. C.W. Tu,, J. Phys.: Condens. Matter 13 (2001) 7169.         [ Links ]

20. B. Tuck, Atomic Difusioín in III–V Semiconductors (Bristol: AdamHilger 1988) p. 19.         [ Links ]