Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 27: GaN II

HL 27.3: Vortrag

Donnerstag, 29. März 2001, 11:00–11:15, S7

Bestimmung der piezoelektrischen Felder in InGaN/GaN Vielfachquantentopf-pin-Strukturen — •F. Renner¹, T. Kippenberg¹, P. Kiesel², M. Kneissl², N. Johnson² und G. Döhler¹ — ¹Institut für Technische Physik I, Universität Erlangen-Nürnberg — ²XEROX PARC, Palo Alto, CA, U.S.A.

Beim Wachstum von Heterostrukturen des Materialsystems Wurtzit-GaN/InGaN entsteht aufgrund der Gitterverspannung eine starke piezoelektrische Polarisation. An den Grenzflächen treten folglich sehr große Diskontinuitäten piezoelektrischer Felder auf. Die Stärke der Piezofelder war bisher noch weitgehend unbekannt.

Es wurden nun systematische Elektroabsorptionsmessungen an GaN pin-Strukturen mit InGaN-Quantentöpfen in der intrinsischen Schicht durchgeführt. Aus diesen konnte die kompensierende Spannung bestimmt werden, bei der das elektrische Feld in den Quantentöpfen verschwindet. Hieraus konnte die Stärke des piezoelektrischen Feldes bestimmt werden. Die untersuchten Vielfachquantentopfstrukturen variierten in den Topfbreiten, Barrierenhöhen, der Dotier-, sowie der In-Konzentration. Die Piezofeldstärken, die im Bereich von einigen MV/cm liegen, konnten so in Abhängigkeit vom In-Gehalt mit einem Fehler von weniger als 20 % bestimmt werden.

Insbesondere zeigt sich, daß die Piezofelder erheblich größer sind als theoretisch erwartet.