Dresden 2009 – scientific programme
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HL: Fachverband Halbleiterphysik
HL 41: GaN: preparation and characterization II
HL 41.5: Talk
Thursday, March 26, 2009, 10:45–11:00, BEY 154
Transport freier Exzitonen in HVPE-GaN — •Martin Noltemeyer1, Frank Bertram1, Jürgen Christen1, Tim Wenicke2, Christian Hennig2, Markus Weyers2 und Michael Kneissl2,3 — 1Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg — 2Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik Berlin — 3Technische Universität Berlin
Mittels hoch orts- und ps-zeitaufgelöster Kathodolumineszenzspektroskopie (KL) wurde der nanoskopische laterale Transport freier Exzitonen (FX) in HVPE gewachsenen, dicken GaN-Schichten untersucht. Dazu wurden die Diffusionslänge λFX und die Lebensdauer τFX in Abhängigkeit von der Temperatur gemessen. Hieraus wurde die FX-Beweglichkeit berechnet, deren Temperaturabhängigkeit Informationen über die zugrunde liegenden Streumechanismen liefert. Die FX-Diffusionslänge wurde mittels KL-Linescans senkrecht zur Kante einer 160 nm dicken, rechteckigen Ti-Maske und numerischer Anpassung mit der analytischen Lösung der 1d-Diffusionsgleichung bestimmt. Weit entfernt von den Ti-Masken wurden an derselben Probe Lumineszenztransienten aufgenommen und die anfängliche Lebensdauer τFX(T) ermittelt. Mit fallender Temperatur (300 K bis 5 K) nimmt λFX monoton zu, während τFX von 1,3 ns auf 300 ps fällt. Daraus folgt eine monotone Zunahme der Beweglichkeit mit sinkender Temperatur um mehr als drei Größenordnungen (30.000 cm2/Vs bei 5 K). Die charakteristische Abnahme der Beweglichkeit bei tiefen Temperaturen aufgrund der Streuung von Elektronen und Löchern an ionisierten Störstellen, tritt bei den elektrisch neutralen freien Exzitonen nicht auf.