High-pressure Raman scattering in InGaN heteroepitaxial layers: Effect of the substrate on the phonon pressure coefficients

Abstract

Articles you may be interested inEffects of lateral overgrowth on residual strain and In incorporation in a-plane InGaN/GaN quantum wells on rsapphire substrates J. Appl. Phys. 113, 023506 (2013); 10.1063/1.4774302 Raman scattering by the E 2h and A 1(LO) phonons of In x Ga1x N epilayers (0.25 x J. Appl. Phys. 111, 063502 (2012); 10.1063/1.3693579 Raman and emission characteristics of a-plane InGaN/GaN blue-green light emitting diodes on r-sapphire substratesWe perform high-pressure Raman-scattering measurements on different In x Ga 1-x N/Si(111) epilayers (0.19 < x < 0.45). We find that the experimental pressure coefficient of the A 1 (LO) mode measured in these samples is larger than that expected from the linear interpolation between the corresponding values of GaN and InN. Similar measurements in InGaN epilayers grown on GaN/sapphire templates yield much lower values, below the linearly interpolated pressure coefficients. We conclude that the phonon pressure coefficients measured in InGaN are mainly determined by the different compressibility of the substrate and epilayer material. Neglecting substrate effects may yield highly inaccurate phonon pressure coefficients and mode Gr€ uneisen parameters. V C 2014 AIP Publishing LLC. [http://dx.

Optical emission fromSiO2-embedded silicon nanocrystals: A high-pressure Raman and photoluminescence study

“…Owing to the larger compressibility of the SiO 2 matrix (∼0.027 GPa −1 ) [30] relative to Si (∼0.01 GPa −1 in bulk samples) [24], the NCs may be subject to an effective pressure which is enhanced in relation to the applied (hydrostatic) pressure. Similar observations have been reported in Ge NCs embedded into SiO 2 [31] and also in thin layers grown on more compressible substrates (see for instance the recent high-pressure Raman scattering study on InGaN/Si(111) epilayers) [32]. In the particular case of the present work, strong Si-O covalent bonding at the NC-matrix interface is necessary in order to have effective transmission of deformations from the matrix to the NCs.…”

Raman and photoluminescence mapping of InxGa1−xN (x ∼ 0.4) at high pressure: Optical determination of composition and stress

“…Therefore, the smaller pressure slope reported in Ref. 23 for GaN/sapphire is a clear manifestation that, unlike our case, the epilayer complied with the deformation of the substrate due to its good adherence. On the other hand, the value reported for the Si substrate being similar to ours suggests that the epilayer adhered quite poorly on silicon; had the interface quality been better, higher pressure slopes would have been observed.…”

“…23 More specifically, larger pressure slopes were reported in the case of Si substrate than in the case of sapphire substrate and this behavior was attributed to the larger compressibility of the Si substrate. Interestingly, the value of 4.7 cm À1 ÁGPa À1 obtained in our experiments for the A 1 (LO) mode in the In 0.37 Ga 0.63 N/GaN/ sapphire system groups nicely with the data reported for the Si rather than those for the GaN/sapphire substrate.…”

Φασματοσκοπική Μελέτη Νανοδομών Με Εφαρμογές Στην Οπτο- Και Μικροηλεκτρονική

“…Οι συχνοτικές θέσεις συναρτήσει της πίεσης των τρόπων δόνησης h ] για το Si παρά για το υπόστρωμα GaN/sapphire. Αυτό και σύμφωνα με τα παραπάνω είναι μία ένδειξη ότι η μικρότερη κλίση του κράματος In x Ga 1-x N/GaN/Al 2 O 3 στην αναφορά[133] οφείλεται στην καλύτερη προσκόλληση του υμενίου στο υπόστρωμα. Αντιθέτως, για το υπόστρωμα Si η παρόμοια κλίση με αυτή στο παρόν πείραμα δείχνει ότι το υμένιο είναι λιγότερο προσκολλημένο στο Si, ενώ αν η προσκόλλησή του ήταν τέλεια, τότε η κλίση θα έπρεπε να ήταν ακόμα μεγαλύτερη.…”

“…Η θραύση του δείγματος σε μορφή σκόνης έχει ως αποτέλεσμα την περαιτέρω μείωση των συχνοτήτων των τριών κορυφών Raman στους ~529, 668 και 692 cm -1 , οι οποίες είναι παρόμοιες με αυτές που αναμένονται για μηδενική παραμόρφωση κράματος In x είναι αναπτυγμένα σε υπόστρωμα ζαφειριού, συμπεριφορά που αποδόθηκε στη μεγαλύτερη συμπιεστότητα του υποστρώματος Si. Ενδιαφέρον είναι το γεγονός ότι η κλίση 4.7 cm -1 /GPa για τον τρόπο δόνησης A 1 (LO) στην παρούσα μελέτη, ταιριάζει καλύτερα με τα δεδομένα της αναφοράς[133…”