Pozyskanie przewag azotowej polarności GaN dla emiterów światła opartych na azotkach grupy trzeciej

Szerokie zastosowanie azotków w życiu codziennym, zwłaszcza w diodach elektroluminescencyjnych (LED), może sprawiać wrażenie, że O emiterach azotku wiadomo już "wszystko". Jednak w rzeczywistości sytuacja jest inna. Pomimo niekwestionowanych sukcesem azotkowych diod laserowych (LD), żadna ze struktur nigdy nie została uzyskana na podłożach GaN o powierzchni N. Osiągnięcie LD jest często traktowany jako niepodważalny dowód wysokiej jakości optycznej uzyskanego materiału i dojrzałości zastosowanego materiału metoda wzrostu. W tym projekcie będziemy badać zupełnie nowe obszary wzrostu azotków wzdłuż N-polarnego (000-1) GaN kierunek, aby zaprezentować takie urządzenie po raz pierwszy, jak również otworzyć ten kierunek krystalograficzny dla bardziej podstawowych Badania nad efektami celowania związanymi z kryształami polarnymi. Celem projektu jest poznanie i wykorzystanie korzyści płynących ze wzrostu azotków III na powierzchni N-polarnej, tj. (000-1), metodą epitaksji z wiązki molekularnej wspomaganej plazmą (PAMBE). Korzystając z ostatnio zdefiniowanego nowego okna wzrostu, ograniczymy ilość wbudowanych defektów punktowych i wykazują poprawę jakości optycznej struktur N-polarnych. Połączenie ulepszonej aktywności aktywnej region ze złączem p-n na N-polarnym GaN, uzyskamy LD wykorzystujące opłacalną wbudowaną polaryzację elektryczną. Wzrost kryształów zostanie przeprowadzony przy użyciu PAMBE. Ta technika wzrostu w ultrawysokiej próżni umożliwia powierzchnię in-situ monitorowanie za pomocą odbicia, dyfrakcji o wysokiej energii elektronów i wyjątkowej kontroli nad składem chemicznym uprawianych heterostruktury. PAMBE dla azotków polega na dostarczaniu materiałów grupy III z jednoelementowych standardowych komórek efuzyjnych i azot w postaci wyrzuconych cząsteczek N2. Fakt, że jest to technika wolna od prekursorów, znacznie ogranicza źródła obce zanieczyszczenia wprowadzone podczas wzrostu kryształów i umożliwiają wyraźniejsze badanie wad punktowych. W ramach projektu Skoncentruj się na trzech aspektach związanych z diodami laserowymi z azotku azotku N. Po pierwsze, zajmiemy się "starym" problemem związanym z przyczyną naturalnej niskiej luminescencji struktur azotku N. Korelacja między słabym natężeniem emisji światła a występowaniem wad punktowych, które są podejrzanymi, musi być Wreszcie sprawdzone i pokazane. Użyjemy fotoluminescencji zależnej od temperatury (PL), PL czasowo-rozdzielczej (TRPL) i anihilacji pozytonowej (wykonanej we współpracy z grupą prof. Filipa Tuomisto z Uniwersytetu w Helsinkach) w celu zbadania Wpływ określonych warunków wzrostu na jakość warstw azotkowych dla obu polaryzacji substratów. Warunki wzrostu dla wydajnych N-polarnych studni kwantowych (QW) zostaną zidentyfikowane. Po drugie, zbadana zostanie skuteczność dopingu dla wzrostu N-biegunowego. Wpływ warunków wzrostu i przygotowania powierzchni, W tym obróbka w próżni, pod kątem poziomów zanieczyszczeń i domieszkowania zostanie przeanalizowany. Porównanie między Si i Ge ntype Domieszka zostanie wykonana. Granica domieszkowania typu Mg p na powierzchni N-polarnej w różnych warunkach wzrostu będzie wynosić Potwierdzone. Aby w pełni wykorzystać potencjał stojący przed N-face GaN, lepsze zrozumienie zanieczyszczeń Zasadnicze znaczenie ma mechanizm włączania. Trzeci ekscytujący obszar badawczy objęty projektem jest związany z projektem LD uprawianego na powierzchni bieguna północnego. My pokaże, że emitery N-biegunowe mogą czerpać korzyści z wbudowanego kierunku pola. Ze względu na to, że N-polarne LD mogą być konstruowane w w taki sposób, że warstwy typu p znajdują się znacznie dalej od QW w porównaniu z urządzeniami Ga-polarnymi. Ponieważ typ p Warstwy są odpowiedzialne za większość absorpcji w strukturze, co powinno skutkować znacznie mniejszymi wewnętrznymi stratami optycznymi. Wierzymy, że proponowane badania pozwolą na uzyskanie pierwszego LD wyhodowanego na N-face GaN. Dokładna analiza wzrostu na N-polarnym GaN może stanowić bardzo interesujący wkład w ogólną fizykę wzrostu kryształów. Osiągnięcie to przyczyni się również do potwierdzają wysoką jakość azotków N-polarnych, co może zaowocować dalszymi zastosowaniami w elektronice.