WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

значения, отмеченного вертикальной штриховой прямой на рис. 4 (полученных при различной энергии детекна рис. 4. В то же время у структуры с матрицей GaN тирования) свидетельствует о неравномерном распреде(рис. 5) форма спектра практически одинакова во всем лении носителей на уровнях КТ, что вызвано большой диапазоне энергии возбуждения. Уменьшение прово- энергией активации. А именно носитель, рожденный димости при понижении температуры свидетельствует в какой-либо точке пространства, не имеет возможоб ограничении движения носителей в латеральном ность покинуть КТ и вынужен в ней релаксировать.

направлении вследствие уменьшения скорости выброса При энергии возбуждения выше границы непрерывного с уровней КТ. В структуре с матрицей InGaN ЛТ сильно спектра носители успевают распределиться равномерно.

подавлен ниже границы непрерывного спектра (рис. 4). Это также подтверждает предположение о том, что использование матрицы InGaN приводит к образованию В то время как у структуры, выращенной в матрице глубоких КТ.

GaN, граница непрерывного спектра настолько близка к уровням КТ, что на экспериментальных зависимостях не наблюдается (рис. 5). Поскольку граница непрерывного 3.2. Влияние подавления латерального спектра определяет энергию активации при заданном транспорта на характеристики уровне носителей в КТ, который можно найти из спексветодиодных структур тров люминесценции, это подтверждает предположение об увеличении энергии активации при использовании Для исследования влияния глубоких КТ на темпематрицы InGaN по сравнению с матрицей GaN.

ратурную стабильность эффективности светодиодных Для этих структур были измерены спектры возбужде- структур нами были измерены спектры электролюминия фотолюминесценции (ВФЛ), которые также пред- несценции при различных температурах для двух свеставлены на рис. 4 и 5. На спектрах можно увидать, тодиодных структур, выращенных традиционным спочто у структуры с матрицей InGaN (рис. 4) наблюдается собом (D1) и с использованием заращивания слоем различие в спектрах ВФЛ, полученных при различной InGaN низкого состава по In (D2). На зависимостях, энергии детектирования в области энергий, меньших приведенных на рис. 6, видно, что образование глубоэнергии границы непрерывного спектра. У структуры ких КТ в образце D2 способствует получению лучшей в матрице GaN (рис. 5) спектры возбуждения отли- температурной стабильности. Как упоминалось выше, чаются весьма мало. Различный наклон спектров ВФЛ это объясняется тем, что локализация на уровнях КТ с 6 Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. 594 В.С. Сизов, Д.С. Сизов, Г.А. Михайловский, Е.Е. Заварин, В.В. Лундин, А.Ф. Цацульников...

большой энергией активации препятствует латеральному транспорту носителей к центрам безызлучательной рекомбинации.

Известно, что при увеличении среднего состава индия в светодиодных структурах, у которых положение Рис. 6. Температурные зависимости интегральной интенсивности электролюминесценции для структур, выращенных традиционным способом (D1) и с заращиванием массива квантовых точек слоем InGaN с более низким составом по In (D2).

Рис. 8. Положение максимума электролюминесценции в зависимости от тока накачки для светодиодных структур зеленого диапазона C1-C3, выращенных при различном давлении в реакторе. Давление понижалось от структуры C1 к структуре C3.

максимума излучения находится вблизи 480 нм, резко уменьшается эффективность излучения. Причиной этого является резкое ухудшение структурных свойств материала, образование большого числа дислокаций несоответствия и других дефектов вследствие упругих напряжений на гетерогранице GaN/InGaN. Для повышения эффективности может опять-таки быть использован эффект подавления ЛТ. Кроме того, при использовании более сильного фазового распада можно получить КТ со значительно большим составом индия при сохранении среднего состава и тем самым увеличить длину волны излучения.

С целью изучения возможностей повышения эффективности нами также была исследована серия светодиодных структур (C1-C3), излучающих в зеленом диапазоне. Активная область структур выращивалась при различном давлении атмосферы в реакторе. Оно понижалось от структуры C1 к структуре C3.

Как видно из представленных на рис. 7 зависимостей, структура C1, для которой использовалось наибольшее давление при выращивании активной области, обладает Рис. 7. Положение максимума фотолюминесценции в завинаиболее ярко выраженным эффектом подавления ЛТ, симости от энергии возбуждающего фотона для светодиодчто также наблюдалось у структур синего диапазона.

ных структур зеленого диапазона C1-C3, выращенных при Также, судя по зависимостям положения максимума различном давлении в реакторе. Давление понижалось от структуры C1 к структуре C3. излучения от тока накачки, представленным на рис. 8, Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. Исследование латерального транспорта носителей в структурах с квантовыми точками InGaN... 4. Заключение В работе показано, что у структур, для получения которых применялись специальные методики роста, такие как прерывание роста и заращивание слоем InGaN низкого (по In) состава или использование матрицы InGaN, наблюдается уменьшение энергии положения максимума излучения при уменьшении энергии возбуждающего фотона. Также показано различие для таких структур спектральной зависимости латеральной проводимости при различных температурах. Мы объясняем это тем, что использование специальных методик роста приводит к активированному фазовому распаду, способствующему образованию глубоких квантовых точек с большой энергией активации и крупных неоднородностей потенциала в активной области. Глубокие КТ играют роль локализующих центров и ограничивают движение носителей в латеральном направлении к центрам безызлучательной рекомбинации, создавая эффект подавления латерального транспорта, что улучшает характеристики светодиодных структур. Таким образом, использование Рис. 9. Зависимости квантовой эффективности от тока на- специальных методик роста, приводящих к образованию качки для светодиодных структур зеленого диапазона C1-C3, глубоких квантовых точек, позволяет значительно увевыращенных при различном давлении в реакторе. Давление личить эффективность электролюминесценции светодипонижалось от структуры C1 к структуре C3.

одных структур, а также улучшить их температурную стабильность. Также образование глубоких КТ и крупных неоднородностей позволяет получить необходимую длину волны при меньшем среднем составе индия. Это у структуры C1 наблюдается наибольший коротковолноприводит к улучшению структурного качества материавый сдвиг максимума излучения в зависимости от тока ла, что также улучшает характеристики приборов.

накачки. Как нами ранее было показано [14], такое поведение вызвано образованием крупных неоднородностей Работа поддержана Российским фондом фундаменпотенциала носителей заряда в активной области, кототальных исследований, а также грантом Collaborative рые являются причиной возникновения неоднородностей NATO Grant CBP.NR.CLG 981516.

инжекции. С другой стороны, такие неоднородности Авторы выражают благодарность Е.А. Аракчеевой за увеличивают энергию активации носителей и тем самым помощь в подготовке образцов.

ограничивают ЛТ.

Для этих структур были также получены зависимости квантовой эффективности от тока накачки (рис. 9).

Список литературы На них легко увидеть, что у структур, выращенных при большем давлении (C1), эффективность при малых [1] T. Mukai, M. Yamada, S. Nakamura. Jap. J. Appl. Phys., 38, уровнях инжекции значительно выше, нежели у струк3976 (1999).

тур, выращенных при меньшем давлении атмосферы [2] F. Scholtz, et al. Proc. 7th Eur. Workshop „EW MOVPE“ реактора во время роста активной области (С3).

(Berlin, June 8-11, 1997) paper G0.

Таким образом, использование режимов роста, сти[3] M.V. Maximov, A.F. Tsatsul’nikov, D.S. Sizov, Yu.M. Shernyaмулирующих активированный фазовый распад, привоkov, A.E. Zhukov, A.R. Kovsh, S.S. Mikhrin, V.M. Ustinov, дит к увеличению эффективности светодиодов. Дей- Zh.I. Alferov, N.N. Ledentsov, D. Bimberg, T. Maka, C.M. Sotomayor. Nanotechnology, 11 (4), 309 (2000).

ствительно, с одной стороны, достигается улучшение [4] I.L. Krestnikov, N.N. Ledentsov, A. Hoffmann, D. Bimberg, структурного качества материала, так как для полуA.V. Sakharov, W.V. Lundin, A.F. Tsatsul’nikov, A.S. Usikov, чения необходимой длины волны излучения требуется Zh.I. Alferov, Yu.G. Musikhin, D. Gerthsen. Phys. Rev. B, 66, меньший средний состав индия в активной области, 155 310 (2002).

а с другой, — увеличение энергии активации носите[5] C.K. Choi, Y.H. Kwon, B.D. Little, G.H. Gainer, J.J. Song, лей вследствие образования глубоких КТ и крупных Y.C. Chang, S. Keller, U.K. Mishra, S.P. DenBaars. Phys. Rev.

неоднородностей в активной области, препятствующих B, 64, 245 339 (2001).

транспорту носителей к безызлучательным центрам и [6] Yukio Narukawa, Shin Saijou, Yoichi Kawakami, Shiдефектам. geo Fujita. Appl. Phys. Lett., 74, 558 (1999).

6 Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. 596 В.С. Сизов, Д.С. Сизов, Г.А. Михайловский, Е.Е. Заварин, В.В. Лундин, А.Ф. Цацульников...

[7] D.S. Sizov, V.S. Sizov, G.E. Onushkin, V.V. Lundin, E.E. Zavarin, A.F. Tsatsul’nikov, A.M. Araktcheeva, N.N. Ledentsov.

Proc. Int. Conf. (Minsk, Belarus, May 24-27, 2005) to be published.

[8] D.S. Sizov, V.S. Sizov, A.I. Besulkin, A.V. Fomin, V.V. Lundin, M.A. Sinitsyn, A.F. Tsatsul’nikov, E.E. Zavarin, N.N. Ledentsov. Proc. 12th Int. Symp. „Nanostructures. Physics and Technology“ (St. Petersburg, Russia, June 21-25, 2004).

[9] D.S. Sizov, V.S. Sizov, A.V. Fomin, V.V. Lundin, A.F. Tsatsul’nikov, E.E. Zavarin, N.N. Ledentsov. Proc. 7th Int. Conf. „PHOTONICS 2004“ (Kochin, India, Dec. 9-11, 2004).

[10] P.G. Eliseev, J. Appl. Phys., 93, 5404 (2003).

[11] A. Reznitsky et al. Proc. 13th Int. Symp. „Nanostructures.

Physics and Technology“ (St. Petersburg, Russia, June 19-25, 2005) to be published.

[12] D.D. Koleske, A.E. Wickenden, R.L. Henry, M.E. Twigg, J.C. Culbertson, R.J. Gorman. MRS Internet. J. Nitride Semicond. Res., 4S1, G3.70 (1999).

[13] D.S. Sizov, V.S. Sizov, V.V. Lundin, E.E. Zavarin, A.F. Tsatsul’nikov, A.S. Vlasov, N.N. Ledentsov. Proc. 13th Int. Symp.

„Nanostructures. Physics and Technology“ (St. Petersburg, Russia, June 19-25, 2005) to be published.

[14] Д.С. Сизов, В.С. Сизов, Е.Е. Заварин, В.В. Лундин, А.В. Фомин, А.Ф. Цацульников, Н.Н. Леденцов. ФТП, 39 (2), 264 (2005).

Редактор Т.А. Полянская Investigation of the charge-carrier lateral transport in structures with InGaN quantum dots in an active region V.S. Sizov, D.S. Sizov, G.A. Mikhailovskii, E.E. Zavarin, V.V. Lundin, A.F. Tsatsul’nikov, N.N. Ledentsov Ioffe Physicotechnical Institute, Russian Academy of Sciences, 194021 St. Petersburg, Russia Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.