Colloque

Luminescence de couches et hétérostructures de GaN induite par le microscope à effet tunnel

S. Evoy

H. G. Craighead

S. Keller

U. K. Mishra

S. P. Denbaars

Membre a labase

S. Evoy

Résumé du colloque

Le GaN est d'intérêt pour la fabrication de dispositifs optoélectroniques opérant dans les longueurs d'ondes bleues et proche-UV. Hautes densités de dislocations et problèmes de ségrégation dans les puits quantiques d'InGaN/GaN ont généré un intérêt soutenu envers l'étude spatialement résolue de la luminescence de ce système. L'induction de luminescence par microscope à effet tunnel (STM-L) représente une alternative intéressante à la cathodoluminescence traditionnelle. Le STM injecte des porteurs de charges directement dans la bande énergétique du semi-conducteur sans faire appel à l'ionisation par impact. Cet avantage permet l'étude nanométrique de la luminescence de semi-conducteurs optoélectroniques. Avec cette technique, nous avons étudié la recombinaison non-radiative entourant les dislocations du GaN avec une résolution de quelques nanomètres. Nous avons aussi observé la luminescence provenant de puits quantiques multiples (MQW) d'InGaN/GaN. À basse température (T ~ 30 K), le STM-L du GaN est dominé par la bande (lambda)=356(plus/moins)25 nm. L'acquisition d'images à cette longueur d'onde montre des régions non-luminescentes entourant les sites de dislocations. Le profil de la luminescence à ces sites suggère une longueur de diffusion de LD=30-55 nm pour les porteurs de charge positifs. Sous les mêmes conditions, le STM-L de MQW d'InGaN/GaN est dominé par la bande (lambda)=456(plus/moins)33 nm. Nos résultats suggèrent que les porteurs incapables de rejoindre les puits quantiques sont capturés par les états de surface avoisinants. Les images acquises à cette longueur d'onde montrent des fluctuations de luminescence à l'échelle de quelques dizaines de nanomètres pouvant être expliquées par divers problèmes microstructuraux.