Persistent photoconductivity in uniforndy and selectively silicon doped AlAs / GaAs short period superlattices

(Received 30 April 1990, revised 11 October 1990, accepted 18 December 1990)

Abstract
Hall and photo-Hall measurements have been carried out between 4 K et 400 K on MBE deposited AlAs / GaAs superiattices (SPS) with short period (25 Å  < P < 50 Å) SPSs were uniformly or selectively doped with silicon. Galvanomagnetic measurements show that SPSs exhibited an electrical behaviour similar to that of Al _xGal _1-xAs : Si alloy ( 0.32 < x < 0.35). The Hall mobility was increased under illumination and persistent photoconductivity (PPC) was observed at low temperature (DX center). Ibermal annealing of PPC was performed by increasing the measurement temperature. Two plateaus are observed in the curves in uniformly doped SPSs whereas only one plateau was present in selectively doped SPSs. These experimental results are interpreted in terms of the multibarrier model of the DX center recently proposed in AI _xGal _1-xAs: Si.

Résumé
Nous présentons des résultats de mesures d'effet Hall et photo-Hall obtenus entre 4 K et 400 K dans des superréseaux AlAs / GaAs de courtes périodes (25 Å  < P < 50 Å) déposées par MBE et dopées au silicium de manière uniforme ou sélectivement dans GaAs. Les mesures de concentration de porteurs et de mobilité par effet Hall à l'obscurité montrent que ce type de SPS (short period superiattice) présente un comportement électrique voisin de l'alliage AI _xGal _1-xAs: Si de teneur en aluminium équivalente ( 0.32 < x < 0.35). Les mesures de photo-Hall à basse température montrent que ces SPS présentent également une photeconductivité persistente (PPC) et une augmentation de mobilité sous éclairement. La présence d'un plateau de PPC à basse temperature ( T< 90 K) est caractéristique du centre métastable DX dans tous les cas. Des mesures de décroissance du nombre de porteurs mesurés à l'obscurité aprés éclairement quand la température augmente (capture thermique), mettent en évidence la présence de deux plateaux correspondant à deux barrières thermiques de l'état métastable du centre DX dans les SPS à dopage uniforme, alors que les SPS dopées sélectivement dans GaAs ne présentent qu'une seule barrière (un seul plateau). Ainsi la microstructure GaAs / AlAs apparaît être un outil particulièrement intéressant pour confirmer la validité du modèle multibarrière proposé récemment pour le centre DX dans Al _xGal _1-x As: Si.