In‐clustering effects in InAlN and InGaN revealed by high pressure studies

Abstract

Electronic band structure calculations of InAlN and InGaN under pressure are presented for two different arrangements of the In atoms, uniform and clustered. The band gap pressure coefficients exhibit strong bowing, and the effect is especially large when indium atoms are clustered. The theoretical results are compared with the results of photoluminescence measure-ments performed at high hydrostatic pressures on InAlN and InGaN quasi-bulk epilayers. We discuss the modification of the uppermost valence band due to formation of In clusters which, together with the related lattice relaxations, may be a possible source of the observed phenomena.

Optical properties of InGaN‐based LEDs investigated using high hydrostatic pressure dependent techniques

“…2) is expected to be due to enhanced indium clustering effects due to its higher indium content. This observation is in agreement with calculations of Gorczyca et al [15] where it has been shown that there will be a strong bowing of the pressure coefficient as there is an increase of indium content. This is attributed to a stronger influence of indium inhomogeneities as the indium content is increased up to 50%.…”

“…The influence of indium clustering is expected to contribute to a reduction of the pressure coefficient of emission peak as described in Ref. [15].…”

Size effects in band gap bowing in nitride semiconducting alloys

“…1-4. The calculations [1][2][3][4] were performed in two steps: 1) ab initio structural optimization by total-energy minimization within the local-density approximation (LDA) and 2) band-structure calculations with semiempirical correction 5 for the "LDA gap error." All details of the calculations are given in Ref.…”

Φασματοσκοπική Μελέτη Νανοδομών Με Εφαρμογές Στην Οπτο- Και Μικροηλεκτρονική

“…Τα πειραματικά αποτελέσματα της παρούσας μελέτης δείχνουν ότι εφόσον το δείγμα είναι καλής ποιότητας, η κορυφή PL αναφέρεται στις μεταπτώσεις από την ταινία αγωγιμότητας σε αυτή της σθένους και έτσι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να παρατηρηθεί η μεταβολή του ενεργειακού χάσματος συναρτήσει της πίεσης, εν αντιθέσει με τα συμπεράσματα του Millot και των συνεργατών του. 100 Στο Σχήμα 3.43 με βάση τη μελέτη του Gorczyca και των συνεργατών του, 135 παρουσιάζονται οι υπολογισμένες κλίσεις κραμάτων In x Ga 1-x N θεωρώντας ομοιόμορφη και μη ομοιόμορφη κατανομή των ατόμων In. Επίσης, παρουσιάζονται πειραματικές κλίσεις κορυφών PL και ακμών απορρόφησης από διάφορες μελέτες, καθώς επίσης και η πειραματική και οι θεωρητικές κλίσεις της παρούσας μελέτης.…”

“…Σχήμα 3.43: Κλίση ενεργειακού χάσματος συναρτήσει του ποσοστού Ga κραμάτων In x Ga 1-x N για ομοιόμορφη (συνεχής γραμμή) και μη ομοιόμορφη (στικτή γραμμή) κατανομή των ατόμων In με βάση τη μελέτη[135]. Επίσης, παρουσιάζονται κλίσεις PL και απορρόφησης από τη διεθνή βιβλιογραφία, καθώς και οι θεωρητικές (αντεστραμμένα τρίγωνα) και η πειραματική (πλήρης κύκλος) τιμές κλίσης της παρούσας μελέτης.Στα κράματα In x Ga 1-x N τόσο οι συχνοτικές θέσεις των τρόπων δόνησης, όσο και η ενεργειακή θέση της κορυφής PL (Ε PL ) επηρεάζονται από το ποσοστό του In, καθώς επίσης και από την παραμένουσα παραμόρφωση.…”