Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm
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HL: Halbleiterphysik
HL 23: GaN II
HL 23.11: Vortrag
Dienstag, 24. März 1998, 18:30–18:45, H15
Piezoelektrische Felder und Rekombination von Ladungsträgern in GaN/AlGaN-Quantenfilmen — •H. Kollmer, Jin Seo Im, J. Off, B. Kuhn, F. Scholz und A. Hangleiter — 4. Physikalisches Institut, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 57, D-70550 Stuttgart
In pseudomorph verspannten Quantenfilmen auf GaN-Basis (Wurtzit- Struktur) entsteht ein piezoelektrisches Feld. Dieses Feld hat aufgrund des Quantum-Confined Stark-Effekts (QCSE) einen starken Einfluß auf die optischen Eigenschaften der Quantenfilme. Mittels zeitaufgelöster Photolumineszenz(PL)-Spektroskopie wurden GaN/AlGaN-Quantenfilme mit den Schichtdicken von 1.3 nm, 2.5 nm, 5 nm und 10 nm untersucht. Die PL-Spektren der 1.3 nm und der 2.5 nm Probe zeigen Emissionslinien, deren Energien aufgrund der Quantisierung höher als die Bandkantenergie von Bulk-GaN (EgGaN) liegen. Die Linien zerfallen mit den Lebensdauern von ∼290 ps und ∼390 ps. In der 5 nm und der 10 nm Probe, wurde zusätzlich eine zweite Emissionslinie beobachtet, deren Emissionsmaximum unterhalb von EgGaN liegt. Die höherenergetische Linie zerfällt mit einer Lebensdauer, die mit den Werten der dünneren Proben vergleichbar ist. Dagegen zeigt die niederenergetische Linie mit zunehmender Schichtdicke eine um vier Grössenordnungen ansteigende Lebensdauer, sowie eine Rotverschiebung. Dieser Effekt kann durch die räumliche Trennung der Ladungsträger unter dem Einfluß des piezoelektrischen Feldes erklärt werden. Dabei wird die Emissionsenergie und die Lebensdauer mit einer Modellrechung verglichen.