Phát quang tán xạ trong các giếng lượng tử nhiều lớp In0.1Ga0.9N/In0.01Ga0.99N được dop Si

Springer Science and Business Media LLC - 2002
B. Ḿonemar1, Plamen Paskov1, J. P. Bergman1, Galia Pozina1, Vanya Darakchieva1, Motoaki Iwaya2, Satoshi Kamiyama2, Hiroshi Amano2, Isamu Akasaki2
1Dept. of Physics and Measurement Tech., Linköping University, Sweden
2High-Tech Research Center, Meijo University, Japan

Tóm tắt

Các giếng lượng tử nhiều lớp In0.1Ga0.9N/In0.01Ga0.99N với các rào cản dop Si nặng, được phát triển bằng phương pháp Mọc pha hơi hữu cơ kim loại (MOVPE) ở khoảng 8000C, đã được nghiên cứu chi tiết bằng quang phổ học quang. Các cấu trúc này cho thấy rất nhạy cảm với trường làm cạn kiệt gần bề mặt, và nếu không có lớp bổ sung nào được phát triển trên cấu trúc MQW, quang phổ quang học từ các giếng lượng tử riêng lẻ dự kiến sẽ khác biệt mạnh mẽ. Đối với mẫu có 3 giếng lượng tử gần bề mặt và các rào cản dop Si, chỉ giếng lượng tử xa nhất khỏi bề mặt được quan sát trong phát quang (PL). Trường làm cạn kiệt bề mặt mạnh được gợi ý để giải thích các kết quả này, để các giếng lượng tử gần bề mặt không thể giữ lại các hạt mang điện được kích thích ánh sáng. Một hiệu ứng tương tự của trường giảm mạnh cũng được tìm thấy trong cấu trúc LED, nơi MQW được đặt ở phía n có nồng độ dop cao của tiếp giáp pn. Trường điện do phân cực nội tại được sinh ra trong các giếng lượng tử cũng khá mạnh và không được che chắn hoàn toàn bởi các hạt mang điện được chuyển từ các rào cản dop. Phát xạ PL quan sát thấy cho giếng lượng tử này có đặc điểm exciton khu trú, phù hợp với sự phụ thuộc nhiệt độ của vị trí đỉnh và thời gian phân rã PL. Hình dáng đường excitonic 35-40 meV trong PL của giếng lượng tử được giải thích là do sự kết hợp của các dao động ngẫu nhiên và độ nhám bề mặt; các tiềm năng khu trú tương ứng cũng chịu trách nhiệm cho việc khu trú các exciton trong dải nhiệt độ thấp (<150 K). Những mẫu này không cho thấy bất kỳ bằng chứng nào về việc khu trú do các dao động In ở quy mô nano, các vấn đề thường được quan sát này được kết luận là không tồn tại trong các mẫu của chúng tôi. Một đặc điểm PL thứ hai ở năng lượng thấp hơn, quan sát được ở nhiệt độ thấp, được chỉ ra là liên quan đến một khoang electron tại mặt tiếp xúc với lớp đệm n-GaN phía dưới trong các mẫu này.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1103/PhysRevB.64.245305

10.1063/1.1310175

10.1063/1.361236

10.1017/S0885715600010630

10.1063/1.96549

10.1016/S0921-5107(02)00006-5

10.1103/PhysRevLett.79.3958

10.1103/PhysRevB.47.10456

10.1143/JJAP.38.L163

10.1002/(SICI)1521-3951(199911)216:1<273::AID-PSSB273>3.0.CO;2-O

10.1103/PhysRevB.61.2159

Lantier, 166

10.1002/1521-3951(200111)228:1<157::AID-PSSB157>3.0.CO;2-J

10.1063/1.120269

10.1103/PhysRevB.43.5035

10.1002/1521-3951(200204)230:2<R4::AID-PSSB99994>3.0.CO;2-Z

10.1063/1.366114

[19] Reznitsky A. , Klochikhin A. , Permogorov S. , Tenishew L. , Lundin W. , Usikov A. , Schmidt M. , Klingshirn C. , unpublished (2002).

10.1103/PhysRevLett.82.237

[22] Darakchieva V. , Paskova T. , Paskov P. P. , Monemar B. , Askenov N. , Schubert M. , unpublished (2002).

10.1103/PhysRevB.63.193201

10.1103/PhysRevB.55.R1938

10.1063/1.1351517

10.1103/PhysRevB.60.8849

Nakamura, 1997, The Blue Laser Diode - GaN based Light Emitters and Lasers

10.1063/1.334818

10.1002/1521-396X(200207)192:1<21::AID-PSSA21>3.0.CO;2-Q

10.1557/S1092578300000727

10.1063/1.118924

10.1063/1.123687

10.1063/1.126151

10.1103/PhysRevB.64.085207

Ambacher, 2002, J. Phys. C, 14, 3399

[29] Paskov P. P. , Holtz P. O. , Monemar B. , Mamiyama S. , Iwaya M. , Amano H. , Akasaki I. , unpublished (2002).

10.1143/JJAP.39.2417

10.1103/PhysRevB.56.R10024

10.1103/PhysRevB.7.743

10.1103/PhysRevB.53.9587

10.1557/PROC-482-453

10.1103/PhysRevB.62.16870

[45] Monemar B. , Paskov P. P. , Haratizadeh H. , Holtz P. O. , Bergman J. P. , Kamiyama S. , Iwaya M. , Amano H. , Akasaki I. , unpublished (2002).

10.1063/1.1462868

10.1016/S0079-6727(00)00009-4

[10] Ruterana P. , in “Low Dimensional Nitride Semiconductors”, edited by Gil B. , (Oxford University Press, Oxford, 2002), p. 151

10.1063/1.1471932

Thông tin
Thông tin xuất bản

Springer Science and Business Media LLC

Thông tin tác giả