NERAVNOVESNYE NOSITELI V GETEROSTRUKTURAKh GaN/AlN: DIFFUZIYa V BAR'ERNYKh SLOYaKh I ZAKhVAT V MONOSLOYNYE KVANTOVYE YaMY

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

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.

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).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».