- PII
- S3034641X25060070-1
- DOI
- 10.7868/S3034641X25060070
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 167 / Issue number 6
- Pages
- 812-822
- Abstract
- Исследуются спектры катодолюминесценции в ультрафиолетовом диапазоне серии гетероструктур с ультратонкими (1.5 монослоя) квантовыми ямами GaN/AlN, в которых при одинаковой общей толщине 1.5 мкм варьировалась толщина барьерных слоев от 3.7 до 250 нм. Все структуры, выращенные методом плазменно-активированной молекулярно-пучковой эпитаксии на подложках с-сапфира, демонстрировали основной пик катодолюминесценции вблизи значения длины волны 240 нм, который был связан с излучением квантовых дисков, содержащих два монослоя GaN. При этом было обнаружено существенное уменьшение интенсивности излучения с увеличением толщины барьерных слоев (периода повторения). На основе экспериментальных данных и решения уравнения диффузии, учитывающего транспорт неравновесных носителей в барьерных слоях и эффективность их захвата в квантовые ямы, даны качественные оценки длины диффузии и эффективности захвата. Значение первого параметра не превышает 25 нм при комнатной температуре и находится в диапазоне 110–135 нм при температуре 15 К. Эффективность захвата неравновесных носителей в квантовые ямы увеличивается с уменьшением температуры.
- Keywords
- Date of publication
- 03.02.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 29
References
- 1. Q. Cai, H. You, H. Guo et al., Light Sci. Appl. 10, 94 (2021).
- 2. L. Guo, Y. Guo, J. Wang et al., J. Semicond. 42, 081801 (2021).
- 3. V. K. Sharma and H. V. Demir, ACS Photonics 9, 1513 (2022).
- 4. V. Jmerik, V. Kozlovsky, and X. Wang, Nanomaterials 13, 2080 (2023).
- 5. Z. Z. Bandic, P .M. Bridger, E. C. Piquette et al., Solid-State Electron. 44, 221 (2000).
- 6. S. Yu. Karpov and Y. N. Makarov, Appl. Phys. Lett. 81, 4721 (2002).
- 7. O. Brandt, V. M. Kaganer, J. L¨ahnemann et al., Phys. Rev. Appl. 17, 024018 (2022).
- 8. E. B. Yakimov, J. Alloys Comp. 627, 344 (2015).
- 9. Y. Talochka, R. Aleksieju¯nas, Zˇ. Podlipskas et al., J. Alloys Comp. 969, 172475 (2023).
- 10. J. Mickeviˇcius, R. Aleksieju¯nas, M. S. Shur et al., Phys. Status Solidi A 202, 126 (2005).
- 11. F. Tabataba-Vakili, T. Wunderer, M. Kneissl et al., Appl. Phys. Lett. 109, 181105 (2016).
- 12. T. Matsumoto, S. Iwayama, T. Saito et al., Opt. Express 20, 24320 (2012).
- 13. O. Lopatiuk-Tirpak, L. Chernyak, B. A. Borisov et al., Appl. Phys. Lett. 91, 182103 (2007).
- 14. T. Malin, A. Gilinsky, V. Mansurov et al., Phys. Status Solidi C 12, 447 (2015).
- 15. J. Barjon, J. Brault, B. Daudin et al., J. Appl. Phys. 94, 2755 (2003).
- 16. B. Sheng, G. Schmidt, F. Bertram et al., Photonics Res. 8, 610 (2020).
- 17. H. Shichijo, R. M. Kolbas, N. Holonyak, Jr. et al., Solid State Commun. 27, 1029 (1978).
- 18. J. Y. Tang, K. Hess, N. Holonyak, Jr. et al., J. Appl. Phys. 53, 6043 (1982).
- 19. O. Brandt, L. Tapfer, R. Cingolani et al., Phys. Rev. B 41, 12599 (1990).
- 20. V. Jmerik, A. Toropov, V. Davydov et al., Phys. Status Solidi (RRL) 15, 2100242 (2021).
- 21. С. В. Козырев, А. Я. Шик, Физика и техника полупроводников 19, 1667 (1985) [S. V. Kozyrev and A. Ya. Shik, Sov. Phys. Semicond. 19, 1024 (1985)].
- 22. J. A. Brum and G. Bastard, Phys. Rev. B 33, 1420 (1986).
- 23. P. W. M. Blom, C. Smit, J. E. M. Haverkort et al., Phys. Rev. B 47, 2072 (1993).
- 24. I. N. Yassievich, K. Schmalz, and M. Beer, Semicond. Sci. Technol. 9, 1763 (1994).
- 25. J. Bru¨bach, A. Silov, J. E. M. Haverkort et al., Phys. Rev. B 61, 16833 (2000).
- 26. M. Mˇosko and K. K´alna, Semicond. Sci. Technol. 14, 790 (1999).
- 27. N. S. Mansour, K. W. Kim, and M. A. Littlejohn, J. Appl. Phys. 77, 2834 (1995).
- 28. V. N. Stavrou, C. R. Bennett, M. Babiker et al., Phys. Low-Dim. Struct. 1/2, 23 (1998).
- 29. M. Babiker, N. A. Zakhleniuk, C. R. Bennett et al., Turkish J. Phys. 23, 2 (1999).
- 30. N. A. Zakhleniuk, C. R. Bennett, V. N. Stavrou et al., Phys. Status Solidi A 176, 79 (1999).
- 31. D. V. Nechaev, O. A. Koshelev, V. V. Ratnikov et al., Superlattices Microstruct. 138, 106368 (2020).
- 32. V. Jmerik, D. Nechaev, A. Semenov et al., Nanomaterials 13, 1077 (2023).
- 33. V. N. Jmerik, D. V. Nechaev, K. N. Orekhova et al., Nanomaterials 11, 2553 (2021).
- 34. W. Sun, C.-K. Tan, and N. Tansu, Sci. Rep. 7, 11826 (2017).
- 35. M. Boroditsky, I. Gontijo, M. Jackson et al., J. Appl. Phys. 87, 3497 (2000).
- 36. C. Netzel, V. Hoffmann, S. Einfeldt et al., J. Electron. Mater. 49, 5138 (2020).
- 37. C. Netzel, V. Hoffmann, J. W. Tomm et al., Phys. Status Solidi B 257, 2000016 (2020).
- 38. A. A. Toropov, E. A. Evropeitsev, M. O. Nestoklon et al., Nano Lett. 20, 158 (2020).
- 39. E. Evropeitsev, D. Nechaev, V. Jmerik et al., Nanomaterials 13, 2053 (2023).
