Optical and microstructural studies of InGaN∕GaN single-quantum-well structures

光致发光 量子阱 材料科学 透射电子显微镜 凝聚态物理 激子 半导体 光电子学 分子物理学 光学 物理 纳米技术 激光器
作者
D.V. Graham,A. Soltani-Vala,P. Dawson,M. J. Godfrey,T. M. Smeeton,J. S. Barnard,M. J. Kappers,C. J. Humphreys,E. J. Thrush
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:97 (10) 被引量:206
标识
DOI:10.1063/1.1897070
摘要

We have studied the low-temperature (T=6K) optical properties of a series of InGaN∕GaN single-quantum-well structures with varying indium fractions. With increasing indium fraction the peak emission moves to lower energy and the strength of the exciton–longitudinal-optical (LO)-phonon coupling increases. The Huang–Rhys factor extracted from the Fabry–Pérot interference-free photoluminescence spectra has been compared with the results of a model calculation, yielding a value of approximately 2nm for the in-plane localization length scale of carriers. We have found reasonable agreement between this length scale and the in-plane extent of well-width fluctuations observed in scanning transmission electron microscopy high-angle annular dark-field images. High-resolution transmission electron microscopy images taken with a short exposure time and a low electron flux have not revealed any evidence of gross indium fluctuations within our InGaN quantum wells. These images could not, however, rule out the possible existence of small-scale indium fluctuations, of the order of a few at. %.
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