Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 23: GaN II

HL 23.4: Vortrag

Dienstag, 24. März 1998, 16:45–17:00, H15

Alternative Akzeptoren in GaN — •J. Neugebauer¹ und Chris G. Van de Walle² — ¹Fritz-Haber-Institut,Berlin, Germany — ²Xerox PARC, Palo Alto, CA, USA

Die Erzielung hoher Löcherkonzentrationen in GaN, wie sie beispielsweise für die Verbesserung der ohmschen Kontakte auf p-type GaN erforderlich ist, wird durch das relativ tiefe Akzeptorniveau von Mg (≈ 0.16 eV) beschränkt. Mittels ab initio Gesamtenergierechnungen haben wir daher systematisch Eigenschaften wie Löslichkeit, Selbstkompensation, und Akzeptorniveaus alternativer Akzeptorstörstellen (Li, Na, K, Be, Ca, Zn, C) in GaN untersucht. Unsere Ergebnisse zeigen zwei Faktoren, die den Einbau und damit die Konzentration von Akzeptoren in GaN bestimmen: die Bindungsstärke zu den Nachbaratomen (die durch den Vergleich mit existierenden Verbindungen bestimmt werden kann) und die Differenz der atomaren Radien zwischen Wirts- und Akzeptoratom. Keiner der untersuchten Kandidaten weist Eigenschaften auf, die Mg in allen Aspekten übertreffen. Lediglich Be erweist sich als interessante Alternative: es hat eine gute Löslichkeit in GaN und ein flacheres Akzeptorniveau als Mg. Die niedrige Bildungsenergie von Be-interstitials weist jedoch daruf hin, daß Selbstkompensation die erzielbaren Löcherkonzentrationen limitiert. Wir diskutieren, inwieweit Kodotierung zur Unterdrückung der Selbstkompensation eingesetzt werden kann.