Неравновесные носители в гетероструктурах GaN/AlN: диффузия в барьерных слоях и захват в монослойные квантовые ямы
Козловский В.И., Зверев М.М., Семенов А.Н., Нечаев Д.В., Свиридов Д.Е., Скасырский Я.К., Жмерик В.Н.

Поступила в редакцию: 26 Декабря 2024

DOI: 10.31857/S0044451025060070

PDF (1504.9K)

Исследуются спектры катодолюминесценции в ультрафиолетовом диапазоне серии гетероструктур с ультратонкими (1.5 монослоя) квантовыми ямами GaN/AlN, в которых при одинаковой общей толщине 1.5 мкм варьировалась толщина барьерных слоев от 3.7 до 250 нм. Все структуры, выращенные методом плазменно-активированной молекулярно-пучковой эпитаксии на подложках с-сапфира, демонстрировали основной пик катодолюминесценции вблизи значения длины волны 240 нм, который был связан с излучением квантовых дисков, содержащих два монослоя GaN. При этом было обнаружено существенное уменьшение интенсивности излучения с увеличением толщины барьерных слоев (периода повторения). На основе экспериментальных данных и решения уравнения диффузии, учитывающего транспорт неравновесных носителей в барьерных слоях и эффективность их захвата в квантовые ямы, даны качественные оценки длины диффузии и эффективности захвата. Значение первого параметра не превышает 25 нм при комнатной температуре и находится в диапазоне 110-135 нм при температуре 15 К. Эффективность захвата неравновесных носителей в квантовые ямы увеличивается с уменьшением температуры.