نویسندگان

• حمید هراتی‌زاده
• مرتضی اسمعیلی
• پر اولاف هولتز

چکیده

در این مقاله اثر پهنای سد و پهنای چاه کوانتومی GaN/AlGaN بر روی انرژی گذارهای اپتیکی و طیف فتولومینسانس آنها با استفاده از تکنیک فتولومینسانس مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعه طیف فتولومینسانس این چاه های کوانتومی در دماهای پایین نشان می دهد که نحوه تغییرات انرژی گذار اپتیکی بر حسب پهنای سد در ساختارهای کوانتومی GaN/AlGaN بر خلاف آنچه که در سایر نیمرساناها از قبیل آلیاژهای GaAs مشاهده شده, می باشد و با کاهش پهنای سد در این نوع چاه های کوانتومی جابه جایی به سمت انرژی های بیشتر در قله طیف فتولومینسانس دیده می شود که علت آن با یک بحث نظری توضیح داده شده است. نحوه تغییرات انرژی گذارهای اپتیکی بر حسب پهنای چاه در چاه های کوانتومی چندگانه GaN/AlGaN به صورت تئوری محاسبه شده و نشان داده شده است که با نتایج تجربی به خوبی همخوانی دارد. همچنین در این کار نشان داده ایم که پهنای چاه کوانتومی در میزان همپوشانی فضایی توابع موج الکترون و حفره و استتار کردن میدان های قطبشی داخلی اثر مستقیم دارد.

کلیدواژه‌ها

• کوانتومی چندگانه GaN/AlGaN
• فوتولومینسانس
• فوتولومینسانس وابسته به زمان
• میدانهای قطبشی
• نانوساختارهای نیمرسانا
• میدان پیزوالکتریک

عنوان مقاله [English]

Barrier and well-width dependence of optical emission of GaN/AlGaN quantum well nanostructures

نویسندگان [English]

• H. Haratizadeh
• M. Esmaeili
• P. O. Holtz

چکیده [English]

Internal polarizations field which take place in quantum structures of group-III nitrides have an important consequence on their optical properties. Optical properties of wurtzite AlGaN/GaN quantum well (QW) structures grown by MBE and MOCVD on c-plane sapphire substrates have been investigated by means of photoluminescence (PL) and time resolved photoluminescence (TRPL) at low-temperature. PL spectra exhibit a blue-shifted emission of AlGaN/GaN quantum well (QW) nanostructures by decreasing the barrier width contrary to the arsenide system. The trend of the barrier-width dependence of the internal polarization field is reproduced by using simple electrostatic arguments. In addition the effect of well width variation on the optical transition and decay time of GaN MQWs have been investigated and it has been shown that the screening of the piezoelectric field and the electron-hole separation are strongly dependent on the well thickness and have a profound effect on the optical properties of the GaN/AlGaN MQWs.

کلیدواژه‌ها [English]

• GaN/AlGaN multiple quantum well (MQW)
• photoluminescence (PL)
• time resolved photoluminescence (TRPL)
• polarization field
• semiconductor nano-structure
• piezoelectric field