Влияние глубоких центров на конфайнмент носителей в квантовых ямах InGaN/GaN и эффективность светодиодов
Бочкарева Н.И.1, Шретер Ю.Г.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: y.shreter@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 7 декабря 2017 г.
Выставление онлайн: 19 июня 2018 г.
Туннелирование электронов с участием глубоких центров в светодиодных p-n-структурах с квантовыми ямами InGaN/GaN снижает эффективную высоту инжекционного барьера, но приводит к зависимости эффективности излучения от плотности и энергетического спектра дефектов в GaN. При прыжковой проводимости через область пространственного заряда основная часть прямого напряжения падает у границы с квантовой ямой, где плотность глубоких состояний на квазиуровне Ферми наименьшая. В результате у границы происходит спрямление изгиба зон, а с ростом тока и изменение направления электрического поля, что приводит к ослаблению конфайнмента дырок, их безызлучательной рекомбинации в n-барьере и падению эффективности. Низкая эффективность зеленых GaN-светодиодов связывается с доминированием глубоких центров и недостаточной плотностью мелких центров в энергетическом спектре дефектов в барьерных слоях вблизи границ с квантовой ямой. Предложенная модель подтверждается cтупенчатым характером экспериментальных зависимостей тока, емкости и эффективности зеленых и синих светодиодов от прямого смещения, отражающиx вклад центров окраски, ответственных за полосы дефектной фотолюминесценции в GaN.
- M. Peter, A. Laubsch, P. Stauss, A. Walter, J. Baur, B. Hahn. Phys. Status Solidi C, 5 (6), 2050 (2008)
- D. Schiavon, M. Binder, M. Peter, B. Galler, P. Drechsel, F. Scholz. Phys. Status Solidi B, 250 (2), 283 (2013)
- А.Ф. Цацульников, В.В. Лундин, А.В. Сахаров, Е.Е. Заварин, С.О. Усов, А.Е. Николаев, Н.В. Крыжановская, М.А. Синицын, В.С. Сизов, А.Л. Закгейм, М.Н. Мизеров. ФТП, 44 (6), 837 (2010)
- T. Wang. Semicond. Sci. Technol., 31, 093003 (2016)
- M.A. Maur, A. Pecchia, G. Penazzi, W. Rodrigues, A.D. Carlo. Phys. Rеv. Lett., 116, 027401 (2016)
- S. Hammersley, M.J. Kappers, F.C.-P. Massabuau, S.-L. Sahonta, P. Dawson, R.A. Oliver, C.J. Humphreys. Appl. Phys. Lett., 107, 132106 (2015)
- P. Perlin, M. Osinski, P.G. Eliseev, V.A. Smagley, J. Mu, M. Banas, P. Sartori. Appl. Phys. Lett., 69, 1680 (1996)
- В.Е. Кудряшов, А.Н. Туркин, А.Э. Юнович, А.Н. Ковалев, Ф.И. Маняхин. ФТП, 33, 445 (1999)
- Н.И. Бочкарева, E.A. Zhirnov, А.А. Ефремов, Ю.Т. Ребане, Р.И. Горбунов, Ю.Г. Шретер. ФТП, 39, 627 (2005)
- M. Mandurrino, G. Verzellesi, M. Goano, M. Vallone, F. Bertazzi, G. Ghione, M. Meneghini, G. Meneghesso, E. Zanoni. Phys. Status Solidi A, 212, 947 (2015)
- C.H. Qiu, C. Hoggatt, W. Melton, M.W. Leksono, J.I. Pankove. Appl. Phys. Lett., 66, 2712 (1995)
- A. Hierro, D. Kwon, S.A. Ringel, M. Hansen, J.S. Speck, U.K. Mishra, S.P. DenBaars. Appl. Phys. Lett., 76, 3064 (2000)
- O. Ambacher, W. Reiger, P. Ansmann, H. Angerer, T.D. Moustakas, M. Stutzmann. Sol. St. Commun., 97, 365 (1996)
- P.B. Klein, S.C. Binari. J. Phys.: Condens. Matter, 15, R1641 (2003)
- L. Balagurov, P.J. Chong. Appl. Phys. Lett., 68, 43 (1996)
- S. Pimputkar, S. Suihkonen, M. Imade, Y. Mori, J.S. Speck, S. Nakamura. J. Cryst. Growth, 432, 49 (2015)
- . M.A. Reshchikov, H. Morko c. J. Appl. Phys., 97, 061301 (2005)
- Н.И. Бочкарева, И.А. Шеремет, Ю.Г. Шретер. ФТП, 50 (10), 1387 (2016)
- Н.И. Бочкарева, В.В. Вороненков, Р.И. Горбунов, М.В. Вирко, В.С. Коготков, А.А. Леонидов, П.Н. Воронцов-Вельяминов, И.А. Шеремет, Ю.Г. Шретер. ФТП, 51 (9), 1235 (2017)
- T. Mukai, K. Takekava, S. Nakamura. Jpn. J. Appl. Phys., 37, L839 (1996)
- Н.И. Бочкарева, Ю.Т. Ребане, Ю.Г. Шретер. ФТП, 49 (12), 1714 (2015)
- S. Chichibu, T. Azuhata, T. Sota, S. Nakamura. Appl. Phys. Lett., 69, 4188 (1996)
- Н.И. Бочкарева, В.В. Вороненков, Р.И. Горбунов, Ф.Е. Латышев, Ю.С. Леликов, Ю.Т. Ребане, А.И. Цюк, Ю.Г. Шретер. ФТП, 47 (1), 129 (2013)
- D. Monroe. Phys. Rev. Lett., 54, 146 (1985)
- T. Tiedje, A. Rose. Sol. St. Commun., 37, 49 (1980)
- N.I. Bochkareva, V.V. Voronenkov, R.I. Gorbunov, A.S. Zubrilov, Y.S. Lelikov, P.E. Latyshev, Y.T. Rebane, A.I. Tsyuk, Y.G. Shreter. Appl. Phys. Lett., 96, 133502 (2010)
- Н.И. Бочкарева, В.В. Вороненков, Р.И. Горбунов, А.С. Зубрилов, Ю.С. Леликов, Ф.Е. Латышев, Ю.Т. Ребане, А.И. Цюк, Ю.Г. Шретер. ФТП, 44, 822 (2010)
- M. Osinski, J. Zeller, P.-C. Chiu, B.S. Phillips, D.L. Barton. Appl. Phys. Lett., 69, 898 (1996)
- Н.И. Бочкарева, А.М. Иванов, А.В. Клочков, В.А. Тарала, Ю.Г. Шретер. Письма в ЖТФ, 42 (22), 1 (2016)
- M.J. Kappers, T. Zhu, S.-L. Sahonta, C.J. Humphreys, R.A. Oliver. Phys. Status Solidi C, 52 (4-5), 403 (2015)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.