Светоизлучающие приборы на основе квантовых точек InGaN: технология эпитаксиального выращивания и исследование свойств тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. А.Ф.ИОФФЕ РАН

СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИЕ ПРИБОРЫ НА ОСНОВЕ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК

1пОаЫ:

ТЕХНОЛОГИЯ ЭПИТАКСИАЛЬНОГО ВЫРАЩИВАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ

(Специальность 01.04.10-физика полупроводников)

СИЗОВ Дмитрий Сергеевич

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург 2006

Работа выполнена в Физико-Техническом институте им. А.Ф.Иоффе Российской Академии наук.

Научный руководитель: доктор физ.-мат. наук

Н.Н. Леденцов

Официальные оппоненты: доктор физ.-мат. наук

Р.П.Сейсян доктор физ.-мат. наук В.Г.Сидоров

Ведущая организация: Санкт Петербургский

Институт Аналитического Приборостроения

Защита состоится (и^ОЬ^Я 2006 г. в ! ^час. на заседании диссертационного совета К002.205.02 при Физико-Техническом институте им. А.Ф.Иоффе РАН по адресу: 194021, Санкт-Петербург, ул.Политехническая, д.26, Ф7Й им.А.Ф.Иоффе РАН.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Физико-Технического института им.А.Ф.Иоффе РАН.

Автореферат разослан рр^/^ЮОбг.

Ученый секретарь диссертационногосовета, к

кандидат физ.-мат. наук —\ -—- Г.С.Куликов

Л о® 6 0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Стремительный рост рынка светоизлучающих приборов [1] стимулируется развитием полупроводниковых лазеров и светодиодов излучающих в видимой области спектра, используемых для подсветки жидкокристалличексих экранов, твердотельного освещения, создания дисплеев сверхбольших размеров, а также устройств записи и считывания информации. Наиболее важной и перспективной системой для данных применений является система полупроводниковых соединений на основе нитридов элементов третьей группы. На сегодняшний день в данной системе реализованы эффективные инжекционные лазеры фиолетового и синего диапазонов, а также синие и зеленые светодиоды повышенной яркости.

Прогресс в создании указанных приборов стал возможен благодаря использованию в их активной области гетероструктур с самоорганизующихся квантовыми точками (КТ) 1пСаЫ [2]. Неоспоримым преимуществом таких структур перед квантовыми ямами является локализация носителей заряда в трёх измерениях, позволяющая подавлять диффузию носителей к центрам безызлучательной рекомбинации и управлять излучательными свойствами путём управления размерами и плотностью КТ. Интерес к исследованию процессов формирования и свойств гетероструктур с квантовыми точками 1пОаИ вызван также их особыми физическими свойствами.

Несмотря на значительный прогресс, достигнутый в создании приборных структур с квантовыми точками 1пОаК в качестве активной области и большое количество работ по их исследованию, в литературе нет достаточно четкого понимания физики формирования этих квантовых точек, а также углублённого понимания их структурных и электронно-оптических свойств. Это С£?рживает темпы дальнейшего развития уже имеющихся приборов, и создания новых типов приборов, к примеру, инжекционных лазеров зелёного диапазона, источников одиночных фотонов, и других приборов. В светодиодах важнейшей проблемой остается повышение квантовой эффективности для жёлто-зелёного диапазона, а для лазеров - понижение пороговой плотности тока, увеличение срока службы синих лазеров и разработке технологии получения лазеров зелёного спектрального диапазона. Настоящая работа посвящена разработке технологии эпитаксиального выращивания, а также исследованию структурных и электронно-оптических свойств приборов на основе КТ 1пСаЫ. В работе большое внимание уделяется выявляению основных физических параметров

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.-Петербург ОЭ 20о£актЗ "3

ансамблей КТ InGaN и влиянию условий формирования КТ на эти параметры. В этом контексте исследована специфика поведения КТ InGaN в активной области светоизлучающих приборов и возможность повышения квантовой эффективности такой активной области.

Основная цель данной работы - разработка новых методов получения гетероструктур с квантовыми точками 1пОаИ с высоким совершенством кристаллической структуры и управляемыми параметрами эффектов захвата и локализации носителей в таких структурах, а также оптимизация технологии и исследование свойств светодиодов с активной областью на основе 1пОаК КТ.

Научная новизна работы:

1. В работе предлагаются и исследуются новые методы получения активной области с КТ 1пСаЫ с низким содержанием кристаллических дефектов. Предложен метод управления таким важнейшим параметром КТ, как энергия активации носителей заряда при их переходе с основного состояния в область непрерывного спектра.

2. С помощью статистической модели поведения носителей тока дан анализ влияния основных физических параметров получаемых КТ: энергии активации, эффективность захвата в КТ из области непрерывного спектра, концентрации КТ и центров безызлучательной рекомбинации, на основные параметры приборных структур, включая длину волны излучения, ширину спектра и квантовую эффективность.

3. На основе проведенного анализа оценены структурные свойства (локальный состав, концентрация КТ), а также электронные характеристики (энергия активации, времена захвата-выброса носителей) и ик зависимость от технологических параметров процесса выращивания.

4. Выявлены механизмы безызлучательной рекомбинации и их влияние на квантовую эффективность лазеров и светодиодов на КТ при различных плотностях токов инжекции.

5. С использованием полученных данных и предложенных технологических методов оптимизации получены светодиодные структуры с высокой квантовой эффективностью в широком диапазоне токов накачки и высокой хорошей температурной стабильностью важнейших приборных характеристик.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Применение методов формирования квантовых точек основанных на фазовом распаде тонких слоев 1пОаК во время эпитаксиального роста позволило создавать массивы квантовых точек с размерами 3-5 нм и плотностью около 1012 см"2. Применение разработанных методов при росте активной области светодиодных структур позволило повысить квантовую эффективность излучения в 20 раз при рабочих значениях плотностей тока в диапазоне 10-50 А/см2.

2. Модель, основанная на скоростных уравнениях для заселенностей носителей в квантовых точках и в непрерывном спектре состояний, учитывающих процессы транспорта и рекомбинации носителей в ансамбле квантовых точек, позволила описать электронно-оптические свойства структур с квантовыми точками 1пСаК и влияние энергии активации носителей с основного состояния квантовых точек в область непрерывного спектра г концентрации центров безызлучательной рекомбинации на спектры и квантовую эффективность светоизлучающих приборов.

3. При помощи стимулированного фазового распада InGaN можно управлять концентрацией 1п в квантовых точках, а, следовательно, локализацией носителей в квантовых точках и варьировать среднее значение энергии активации носителей с основного состояния квантовых точек в область непрерывного спектра в диапазоне значений 0.1 - 0.8 эВ. В структурах, выращенных с применением стимулированного фазового распада, время выброса носителей в область непрерывного спектра превышает 1 не.

4. Применение методов понижения плотности дефектов в структурах во время эпитаксиального роста, основанных на осаждении в буферном слое переходных слоев 1пОаК/АЮаН, а также прерываний роста после осаждения квантовых точек 1пОаИ в активной области, позволяет более чем на порядок понизить концентрацию центров безызлучательной рекомбинации.

5. При формировании значительных по размеру (около 1 мкм) областей с большим содержанием 1п, приводящих к дополнительным флуктуациям упругих напряжений, возникает неоднородная электрическая инжекция носителей в активную область.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на молодежной конференции по физике полупроводников, Санкт-Петербург 2002 год, молодежной конференции по физике полупроводников 2003 год, III всероссийской конференции "Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы", Москва, 2004 год, 26 международной конференции "Nanaostructures Physics and Technology", Санкт-Петербург, 2004 год, IV всероссийской конференции "Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы", Москва, 2005 год, 27 международной конференции "Nanaostructures Physics and Technology", Санкт-Петербург, 2005 год, 6-й международной конференции ICNS6, Бремен, Германия, 2005, международной летней школе "Self-Organised Nanostructures" Франция, 2005

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 19 печатных работах, в том числе 7 в научных статьях и 14 в материалах конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения и пяти глав, изложенных на 141 странице машинописного текста. Диссертация включает также 65 рисунков и список литературы из 150 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования квантовых точек вообще и в системе нитридов элементов третьей группы в частности. Указывается на потребности рынка светоизлучающих приборов которые стимулируются исследованиями этой полупроводниковой системы. Формулируется важность использования КТ InGaN в тких светоизлучающих приборах. Очерчиваются основные актуальные проблемы в разработке активной области с квантовыми точками InGaN.

Первая глава посвящена обзору имеющейся литературы по тематике светоизлучающих приборов на основе квантовых точек InGaN, твердых растворов нитридов элементов третьей группы и квантоворазмерных гетероструктур. В первом и втором параграфах дан обзор рынка светоизлучающих приборов и прогнозов его развития. Указывается на возрастающие потребности и связанные с развитием технологии в данном направлении, а также описываются основные ее направления: создание светоизлучающих приборов на основе КТ InGaN, на основе соединений AnB,v и на основе органических соединений. Обозреваются исторические способы получения светоизлучающих приборов видимого диапазона и показывается что наиболее перспективным

для этих целей на сегодняшний день является использование нитридов элементов третьей группы и КТ InGaN в активной области. В третьем параграфе рассказывается о современных методах полученя таких приборов. На рис 1 показано изображение КТ, полученное с использованием просвечивающей электронной микроскопии

высокого разрешения. При помощи подобных изображеий оценивается состав и размерны КТ, а также состав материала вокруг КТ. Управляя этими свойствами можно контоолировать локализацию носителей на уровнях КТ. Как показано на основании изученной литературы, это а также улучшение кристаллического совершенства является важной задачей для получения высокоэффективных светоизлучающих приборов.

В четвертом параграфе приведены основные свойства нитридов элементов третьей группы, необходимые для исследования этой полупроводниковой системы.

В пятом и шестом параграфах обсуждаются особенности роста эпитаксиальных слоев ^СаМ, механизмы формирования КТ посредством фазового распада и благодаря образованию пленки сегрегированного металла. Также дан обзор работ посвященных получению КТ InGaN и исследованию их сруктурных свойств В последнем параграфе главы дан краткий обзор получения и использования КТ ¡пйаАз [4] Эти КТ исследовались в настоящей работе с целью верификации некоторых концепций и теоретических подходов.

Во второй главе описаны методики выращивания и исследования структур с квантовыми точками 1пСаК Описан метод газофазной эпитаксии из металл-органичских соединений, материалы для эпитаксии, приведено описание установки эпитксиального выращивания. Обсуждается принцип исползования зародышевых слоев для понижения концентрации прорастающих дефектов.

Также описаны методики (спектроскопия фотолюминесценции и возбуждения фотолюминесценции в широком диапазоне температур и

Рис.1 Изображения ПЭМ высокого разрешения после цифровой обработки. На изображении видны области с повышенным содержанием (около 30%) - квантовые точки. Латеральный размер квантовых точек составляет 3-5 нм. |3|

спектроскопия фототока) и установка, применявшияся для изучения оптических свойств сруктур.

В конце главы дается описание других методик исследования: просвечивающей электронной микроскопии, рентгеновской дифрактометрии, атомно-силовой микроскопии, метода Ван-Дер-Пау. В третьей главе излагаются основные идеи и приводятся предварительные результаты по получению КТ МЗаЫ с желаемыми характеристиками. В

десятом параграфе рассказывается об общих принципах получения КТ, которые исследовались в данной работе. Также, показаны основные свойства КТ, которые могут быть характеризованы с использованием электролюминесценции (ЭЛ),

фотолюминесценции (ФЛ) дальнего и ближнего поля, спектроскопии фототока (ФТ) и рентгеновской дифрактометрии. Обсуждаются общие структурные (состав и размеры КТ) и оптические свойства ансамблей КТ, такие как неоднородное уширение спектра излучения и стоксов сдвиг. На рисунке 2 представлены типичные спектры ФЛ и ФТ для структур с КТ различного состава и как следствие с максимумами излучения на различных длинах волн. Кроме того, в этом параграфе показана возможность существования на фоне

наноскопических неоднородностей (КТ) также и микроскопических неоднородностей, когда средний состав КТ варьируется на масштабах порядка несколько микрон. Это приводит к вариации положения максимума излучения на масштабе порядка нескольких микрон). В одиннадцатом параграфе излагается концепция уменьшения концентрации дефектов кристаллической структуры (дефектоубирания) в КТ во время их выращивания на примере КТ ¡пСаАв, а в двенадцатом параграфе представлены результаты применения этой концепции к системе КТ 1пОа1^. Показано что дефектоубирание позволяет более чем на порядок повысить интенсивность излучения при малых накачках.

м 17 и У 1.0 3,1 М Энаршя фотона, эВ

Рис. 2 спектры ФЛ и ФТ структур выращенных при различных температурах

Осаждение слоя начальных КТ. Области обогащенные по 1п формируются посредством спонтанного фазового распада Т.=700-800'С

Матрица 6оЫ Г„=1070*С

Зарящиванив тонким слоем 6оИ при низкой температур«

Г, Увеличивается до 1070 "С

Осаждение слоя матрицы !пэ*<3а ,5М

Осаждение слоя КТ и стимулированное формирование областей обогащенных по 1п

посредством

активированного фазового распада

Заращиаание слоем матрицы ^»(Зо^Ы и дальнейшее увеличение КТ из-за стимулировенного фазоеоп) раслада

фазового реслада

Формирование КТ без СФР посредством СФР посредством

СФР зарашивания выращивания в матрице

тонким слоем InGaN 1пСаК

Рис. 3 Схема выращивания КТ с применением стимулированного фазового распада

В тринадцатом параграфе представлены результаты влияния давления в ростовом реакторе на формирование КТ и показано, что повышение давления от 200 до 800 мбар позволяет повысить интенсивность излучения благодаря дальнейшему уменьшению концентрации дефектов и усилению локализации в КТ. В четырнадцатом параграфе излагается идея повышения локализации в КТ при помощи стимулированного фазового распада (СФР), что как показано в этом параграфе, позволяет существенно понизить концентрацию индия между КТ по отношению к концентрации индия внутри КТ. Это приводит к существенному увеличению высоты барьеров между КТ, а значит энергии активации с основного состояния КТ в область непрерывного спектра. На рис.3 представлена схема выращивания структур без применения СФ? а также схемы двух способов СФР. Таким образом, в третьей главе изложены основные технологические идеи повышения кристаллического совершенства и локализации носителей в структурах с КТ 1пСаЫ, а также представлены некоторые предварительные

результаты оптических и структурных исследований показывающие действенность этих идей.

Четвертая глава посвящеча теоретическому и экспериментальному исследованию электронно-оптических свойств массивов КТ ГпСаЫ, а также исследованию свойств приборов с такими КТ в активной области. В пятнадцатом параграфе изложены результаты теоретического анализа на основе статистической модели, использующей скоростные уравнения [5].

Согласно этой модели, предполагается, что КТ, обладающие дискретным спектром состояний захватывают носители из области непрерывного спектра, которая называется резервуаром. Рассматриваются также процессы термического выброса носителей в резервуар, излучательная рекомбинация носителей на уровнях КТ и безызлучательная рекомбинация носителей, делокализованных в резервуаре посредством транспорта по направлению к дефектам. Энергия активации носителя с основного состояния КТ в резервуар равняется разности энергий между краем непрерывного спектра и положением этого состояния. Вероятность процессов выброса экспоненциально зависит от отношения энергии активации с основного состояния КТ в область непрерывного спектра к температуре.

В случае системы КТ 1пОа>1, помещенных в матрицу ваИ барьеры между отдельными КТ внутри слоя КТ оказываются по энергетической шкале ниже матрицы ваМ Поэтому транспорт носителей происходит по делокализованным состояниям расположенным ниже матрицы. Таким образом, в качестве резервуара для каждого типа носителей выступает некоторый непрерывный спектр, край которого лежит ниже соответствующей зоны ваМ Этот резервуар, таким образом, представляет собой двумерный непрерывный электронный спектр и проявляет соответствующие свойства КЯ. Положение края непрерывного спектра зависит от высоты барьеров, между КТ, и может меняться в зависимости от условий выращивания. Одним из способов контроля положения края непрерывного спектра является метод стимулированного фазового распада, рассмотренный в третьей главе.

В шестнадцатом параграфе показано, что верификация модели в системе КТ 1пОаА5 дает хорошее согласие с экспериментом. В качестве резервуара здесь выступает смачивающий слой, или КЯ, образующаяся при заращивании слоя КТ слоем 1пОаАз [4]. Однако здесь использовалось лишь квазиравновесное распределение, предполагающее, что вероятность выброса носителя с уровней КТ в резервуар больше вероятности рекомбинации. Это связано со сравнительно малым значением энергии активации в этой системе.

В то же время, из-за более сильных разрывов зон на гетерограницах в нитридной системе, квазиравновесная статистика при комнатной температуре может не наблюдаться. Изменяя положение дна резервуара можно изменять статистику носителей на уровнях КТ. Поскольку статистика носителей на локализованных и делокализованных уровнях определяет форму и эффективность спектров излучения, исследование статистики является важной задачей для понимания электронно-оптических свойств КТ InGaN и характеристик приборов на их основе.

В данной работе исследовались случаи квазиравновесной статистики, неравновесной статистики, а также переходный случай от квазиравновесной (Больцмановской) к сильно неравновесной статистике. Показано, что в последнем случае из-за сильного неоднородного уширения спектра основных переходов в ансамбле КТ положение максимума определяется величиной так называемого демаркационного перехода Еа.

КТ с энергией основного перехода выше Её обладают квазиравновесной заселенностью уровней по причине меньшей энергии активации, а КТ с энергией основного перехода ниже Еа- неравновесной. В пятнадцатом

параграфе показано, что значение Е(1, а значит и положение максимума определяется по формуле:

тах(1п(и),

Т Г

(1)

где п, р - концентрации носителей, делокализованных в области

непрерывного спектра, а -1л., уп - Параметры отвечающие за

ГР

вероятность захвата из непрерывного спектра состояний в КТ, Nс у -эффективная плотность электронных и дырочных состояний в области непрерывного спектра, Т - температура (в единицах энергии), тг - время излучательной рекомбинации электронно-дырочной пары на основном состоянии КТ. р- величина разрыва зон в зоне проводимости по отношению к общему разрыву зон на гетерогранице 1пОаМ/ОаЫ. Отношение заселенностей носителей на основных состояниях КТ к концентрации делокализованных носителей определяется по формуле:

/у/ = дН ехр^ -^/т} УР= ЛГ' ехр^1" ^''(2)

АЕа = тт(ЕтпЬ - Е0-сг2 / квТ, ЕмЛ - Е1,) - разность величины минимального электронно-дырочного перехода в резервуаре ЕтоЬ и величины положения максимума излучения, то есть Е0—сг2 / квТ в квазиравновесном случае [6] и Еи в неравновесном случае. Здесь сг -

ширина спектра основных состояний при аппроксимации функцией Гаусса. В параграфах 17 и 18 методами ФЛ, возбуждения ФЛ, ЭЛ ФТ исследуются основные параметры, отвечающие за статистику носителей: энергии активации и времена выброса носителей с основных состояний КТ в область непрерывного спектра. Показано, что суммарная энергия активации электронов и дырок у структур выращенных с использованием СФР может превышать величину 0.5 эВ, в то время как у структур выращенных без СФР, эта величина обычно меньше 200 мэВ. Благодаря такому увеличению энергии активации при помощи СФР, время выброса электронов и дырок с основных состояний КТ в резервуар ожидается замедленным. Действительно, как показано с использованием температурно-зависимой спектроскопии ФТ и ФЛ, у структур выращенных без СФР времена выброса электронов и дырок при комнатной температуре меньше времени рекомбинации, что означает, что статистика носителей на уровнях КТ квазиравновесна при любых мощностях накачки, в то время как у структур полученных с применением СФР время выброса как электронов, так и дырок даже при комнатной температуре больше времени рекомбинации, что означает, что статистика носителей неравновесная даже при сравнительно малых мощностях накачки.

При помощи статистической модели и данных по величине энергии активации, а также используя данные по возгоранию ФЛ с временным разрешением полученных другими авторами [4], можно также оценить параметры выброса не зависимо от данных температурно-зависимой ФЛ и ФТ. Оценки полученные различными способами оказываются в хорошем согласии с друг с другом.

На основании данных рентгеновской дифрактомегрии по среднему содержанию 1п в слоях КТ а также на основании данных спектроскопии ближнего поля по размерам КТ (диамагнитный сдвиг линий отдельных КТ), с использованием расчета положения уровней в приближении сферической КТ показано, что мольная доля 1пК внутри КТ с энергией основного перехода вблизи 2 8 эВ составляет величину 25%-30% а между КТ - около 10% без использования СФР и 4% в КТ, полученных с использованием СФР. Эти генные также находятся в согласии с данными значения энергии активации.

В 19 параграфе экспериментально исследуется влияние параметров выброса и статистики носителей на основные излучательные свойства ансамблей КТ и показано, что они находятся в хорошем согласии с теоретическими представлениями. В качестве иллюстрации на рис. 4 приведены зависимости положения максимума ЭЛ от температуры и мощности накачки. На рисунке видно, что у структуры выращенной без использования СФР эти зависимости вполне согласуются с теоретическими расчетами для квазиравновсеного распределения, в то время как для структуры полученной с использованием СФР зависимости соответствуют неравновесному распределению носителей на уровнях КТ. Далее в четвертой главе представлены результаты теоретического и экспериментального исследования приборных характеристик светодиодных структур с квантовыми точками 1пСаЫ, таких как вольтамперные характеристики (ВАХ), зависимости интенсивности и квантовой эффективности от тока и приложенного смещения. Поскольку транспорт носителей к центрам безызлучательной рекомбинации происходит только в непрерывной области спектра вблизи

5 ■ I • •

I •

О 0О5мА * 0 1 мА

V 0 2ыА

■ • ■

V V

150 200 2S0 300 350 Темй*ратура, К

а)

I

I ,и

б)

SO 100 ISO 200 230 300 Температура, К

Рис. 4 Зависимости положения максимумов ЭЛ от температуры и мощности накачки а) для структуры выращенной с СФР поведение соответствует неравновесной заселенности вплоть до комнатной температуры б) для структуры выращенной без СФР. При температурах выше 150 К поведение соответствует квазиравновесной заселенности

дна резервуара, задача о безызлучательной рекомбинации эквивалентна задаче для квантовых ям (КЯ). Из приведенных выше соотношений (1-2)следует, что при малом уровне накачки задача по нахождению квантовой эффективности в исследованной системе КТ, помещенных в КЯ может быть сведена к задаче о квантовой эффективности в КЯ, если оперировать

величинами п и р в качестве концентраций носителей, так как вероятность излучательной рекомбинации, как и в КЯ будет пропорциональна их произведению, в соответствии с (2). Это позволило в сотрудничестве с компанией Софтимпакт рассчитывать зависимость интенсивности излучения и квантовую эффективность от приложенного смещения у светодиодных структур, используя дрейфо - диффузионную модель в приложении к системе с КЯ.

В 20 параграфе сравниваются расчетные и экспериментальные ВАХ а также зависимости интенсивности ЭЛ от приложенного смещения -характеристики вольт-интенсиврость (ХВИ). На рис. 5 переведены ВАХ и ХВИ (нормированные на единицы тока с учетом общей квантовой эффективности) для структур с различной степенью упорядоченности доменов. Анализ зависимостей показывает, что в экспериментальных светодиодных структурах, помимо инжекции на излучающие уровни по закону Шоккли-Сца-Нойса параллельно присутствует туннельно-инжекционная составляющая тока, сопровождающегося безызлучательной рекомбинацией.

Наличие последней связано с несовершенством кристаллической структуры и наличием большого числа прорастающих дефектов мозаичной структуры, что являет.! типичным свойством современных

а) б)

Рис. 5 Типичные ВАХ (линии) и ХВИ при разных температурах для структуры со а) средне и б) высоко упорядоченной мозаичной структурой.

эпитаксиальных слоев на основе СаК Эта составляющая тока доминирует при смещениях меньше 2.5 вольта, однако, оптимизация выращивания буферных слоев ва^' позволяет уменьшить концентрацию прорастающих дефектов (повысить степень упорядоченности доменов), и тем самым добиться существенного снижения влияния туннельно-инжекционной составляющей.

Далее в этой главе переведены результаты исследования роли различных механизмов безызлучательной рекомбинации в квантовой эффективности свето диодов.

Туннельно-инжекционная составляющая обычно уменьшает квантовую эффективность приборов при малых напряжениях смещения и малых токах инжекции (менее 1А/см2). Как показывает расчет, безызлучательная рекомбинация при больших напряжениях смещения и больших токах инжекции (более 50 А/см2) также возрастает, вследствие уменьшения коэффициента инжекции.

Кроме этого, как это теоретически обосновано и экспериментально показано в параграфе 21, в структурах с квантовыми точками МЗаЫ в активной области присутствует безызлучательная рекомбинация внутри активной области. При малых токах, как это упоминалось выше, задача может быть сведена к задаче для КЯ, и действительно, экспериментальные ХВИ дают согласие с расчетом в приближении дрейфо-диффузионной модели (зависимости интенсивности от тока инжекции в данном случае применять не корректно, из-за влияния при малых смещениях параллельного тока туннельной инжекции). Квантовая эффективность в этом диапазоне токов возрастает с увеличением смещения. Однако, при токах более 10 А/см2 наблюдается уменьшение квантовой эффективности из-за насыщения заселенности основных состояний и начала заселения возбужденных состояний, что приводит к уменьшению статистического отношения локализованных и делокализованных носителей (соотношение (2) уже не выполняется), а следовательно уменьшается отношение излучательной и общей рекомбинации.

Таким образом, у правильно спроектированной структуры, общая квантовая эффективность имеет максимум в районе 10 А/см2 что соответствует рабочим токам прибора. Величина квантовой эффективности, таким образом, определяется квантовой эффективностью самой активной области.

Далее, в четвертой главе рассмотрено влияние технологических приемов по оптимизации выращивания активной области на характеристики светодиодных структур.

Параграф 21 посвящен исследованию влияния дефектоубирания на характеристики структур. Рассматривались два способа дефектоубирания:

уменьшение числа прорастающих дефектов при росте буферного слоя, что приводит к уменьшению концентрации дефектов в частности в активной области, а также, уменьшение концентрации дефектов возникающих непосредственно при росте активной области. Показано, что использование дефектоубирания при фиксированной интенсивности излучательной рекомбинации позволяет более чем на порядок понизить интенсивность безызлучательной рекомбинации, что означает примерно на порядок понизить концентрацию центров безызлучательной рекомбинации. В параграфе 22 показаны результаты исследования влияния СФР на >

свойства светодиодов. Показано, что благодаря повышению энергии активации наблюдается дальнейшее увеличение квантовой эффективности, а также увеличение температурной стабильности ЭЛ благодаря подавлению выброса носителей из КТ в область непрерывного спектра, вдоль которой возможен транспорт носителей к центрам безызлучательной рекомбинации.

В заключительном параграфе четвертой главы показаны результаты исследования ЭЛ структур, у которых на фоне наноскопических неоднородностей наблюдаются также неоднородности более крупного масштаба (порядка нескольких микрон). Выявлено, что в этом случае, условия инжекции носителей в разных участках р-п - перехода оказываются неоднородными. При увеличении напряжения смещения сначала начинают излучать области, в которых средняя энергия перехода меньше (области более дл№ новолнового излучения) а далее и области с большей энергией перехода. Это сопровождается сильным сдвигом линии общей ЭЛ структуры в коротковолновую сторону с увеличением тока накачки в пределе малых токов. Кроме того, показано, что этот эффект вызывает сильный длинноволновый сдвиг линии ФЛ. Последнее важно учитывать при исследовании квантоворазмерного эффекта Штарка методом ФЛ [7].

В пятой главе Представлены результаты исследования лазерных структур с квантовыми точками 1пОаЫ в активной области. С целью исследования влияния природы КТ на лазерную генерацию использовались оптически накачииваемые лазерные структуры. Дизайн структур рассчитывался посредством численного решения уравнения Гельмгольца для плоского диэлектрического волновода. Расчеты позволили разработать дизайн лазерной структуры с приемлемым коэффициентом оптического ограничения.

При оптических исследованиях структуры накачивались с помощью импульсного газового Ы2 -лазера. Свет фокусировался в форме полоска при помощи цилиндрической линзы поперк прямоугольной структуры, таким

образом, что края структуры образовывали зеркала, а засвеченный полосок играл роль накачанного резонатора.

На зависимостях мощности излучения от мощности накачки хорошо различается порог лазерной генерации при мощности накачки около 50 кВт/см2. В параграфе 25 показано, что ширина линии лазерного излучения зависит от энергии активации носителей с уровней в КТ. У структуры выращенной с применением СФР ширина линии генерации значительно больше, чем у структуры вырощенной без СФР. Это связывается с так называемым выжиганием спектральных дыр при лазерной генерации, что в свою очередь вызвано замендленным перераспределением носителей между уровнями КТ и обеднением заселенности уровней соответствующих максимуму модального усиления. Последнее приводит к возникновению дополнительных мод генерации, а следовательно, увеличению ширины линии генерации.

Для проверки этого утверждения были измерены спектры генерации при пониженной температуре. Структура выращенная с применением СФР демонстрировала дальнейшее увеличение ширины линии генерации с понижением температуры до 77 К, что вызвано дальнейшим замедлением скорости перераспределения носителей между КТ. Таким образом, в пятой главе показано, что глубина локализации носителей в КТ 1пСаК также влияет на спектры лазерной генерации.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Д.С. Сизов, B.C. Сизов, Е.Е. Заварин, В.В. Лундин, A.B. Фомин,

A.Ф.Цацульников H.H. Леденцов, "Кинетика и неоднородная инжекция носителей в нанослоях InGaN ", ФТП, т. 39 вып. 2 (2005), стр. 264 - 268

2. Д.С. Сизов, B.C. Сизов, Е.Е. Заварин, В.В. Лундин, A.B. Фомин,А.Ф. Цацульников, H.H. Леденцов, " Исследование статистики носителей в светодиодных InGaN/GaN структурах ", ФТП т. 39 вып. 4 (2005), стр. 492-496

3. Д.С. Сизов, B.C. Сизов, В.В. Лундин,А.Ф. Цацульников, Е.Е. Заварин, H.H. Леденцов, "Исследование электронного спектра квантовых точек InGaN методом спектроскопии фототока", ФТП, Т. 39 вып. 11 (2005), стр. 1350- 1353

4. В.С.Сизов, Д.С.Сизов, Г.А.Михайловский, Е.Е.Заварин,

B.В.Лундин, А.Ф.Цацульников, Н.Н.Леденцов "Исследование латерального транспорта носителей в структурах с квантовыми точками InGaN в активной области " ФТП, Т. 40 вып. 5 (2006) стр. 589 - 596

5. B.B Лундин , А В Сахаров, А Ф.Цацульников, Е.Е Заварин,

A.И Бесюлькин, А В.Фомин, Д С Сизов "Выращивание эпитаксиальных слоев AlGaN и сверхрешеток AlGaN/GaN методом газофазной эпитаксии из металлорганических соединений" ФТП. том 38, вып 6 (2004), стр 705 -709

6. М.В.Максимов, Д С Сизов, А Г.Макаров, И.Н Каяндер, Л В Асрян, А Е Жуков,В.М.Устинов, Н.А Черкашин, Н.А.Берт, Н.Н Леденцов, D.Bimberg,"Влияние центров безызлучательной рекомбинации

на эффективность фотолюминесценции структура квантовыми точками" *

ФТП, том 38, выпуск 10, (2004), стр. 1245-1250

7. A.V. Kondratyev, R A Talalayev, W V. Lundin, A.V Sakaharov, A F. Tsatsul'nikov, Е.Е. Zavarin, A V. Fomin, D.S. Sizov, 'Aluminium incorporation control in AIC^N MOVPE experimental and modeling study', J. of Cryst. Growth, 272, (1-4), 10 December 2004, P 420-425

8. А. Ф Цацульников, В. В Лундин, А. В. Сахаров, Д.С. Сизов, В. С. Сизов, А В Фомин, Ю. Г. Мусихин, D. Gerthsen, И. Л. Крестников, Н. Н. Леденцов, A. Hoffman, D Bimberg, 'Свойства эпитаксиальных структур для светодиодов на основе GaN', тезисы докладов III всероссийской конференции, "Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы" 07-09 июня 2004 года, Москва, стр. 80

9. М. М. Мездрогина, В. В. Криволапчук, Ю. В. Кожанова, Э. Н. Хужакуло, А. В. Иванов, Д С Кобальников, Д. С. Сизов, С. Н. Родин, Н. М Шмидт, "Параметры вюрцитных кристаллов GaN, легированных туллием, тезисы докладов III всероссийской конференции, "Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы" 07-09 июня 2004 года, Москва, стр. 71

10. В В Криволапчук, В. В Лундин, М. М. Мездрогина, ДС. Сизов, А.

B. Иванов, "Стационарные и время разрешенные спектры фото- и электролюминесценции в структурах с квантовыми ямами InGaN/GaN", ^ тезисы докладов III всероссийской конференции, "Нитриды галлия,

индия и алюминия - структуры и приборы" 07-09 июня 2004 года, Москва, стр.82

11 Д С. Сизов, В. С. Сизов, Е. Е. Заварин, В В. Лундин, Г. А. Онушкин, А. В Фомин, А. Ф. Цацульников, Н. Н. Леденцов, "Исследование спонтанного излучения в структурах, содержащих сверхтонкие слои InGaN в матрице GaN", тезисы докладов III всероссийской конференции, "Нитриды галлия, индия и алюминия -структуры и приборы" 07-09 июня 2004 года, Москва, стр.92 12. Е. Е. Заварин, А. Л. Закгейм, А. П. Карташова, А. Г. Колмаков, В. В Криволапчук, В. В. Лундин, М. М Мездрогина, А. В Сахаров, Д. С. Сизов, Н М Шмидт, "Эффективность светодиодов на основе MQW

InGaN/GaN с разной степенью упорядоченности мозаичной структуры", тезисы докладов III всероссийской конференции, "Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы" 07-09 июня 2004 года, Москва, стр. 145

13. M.V.Maximov, D.S.Sizov, L.V.Asryan,I.N.Kajander, A.G.Makarov, Yu.M.Shernyakov, A.E.Zhukov, A.R.Kovsh, N.A.Maleev, V.M.Ustinov, N.N.Ledentsov, N.A.Cherkashin, Zh.I.Alferov, D.Bimberg, Pcoceedinhgs of the 26-th intemationan conference, Edinburgh, 29 july - 2 august 2002 "Physics of semiconductrs 2002"

14. W.V. Lundin, A.V. Sakharov, A.F. Tsatsul'nicov, E.E. Zavarin, A.I. Besulkin, A.V. Fomin, D.S. Sizov, "MOCVD growth of AlGaN epylayers and AlGaN/GaN SLs in a wide composition range" proceedings of NATO Advanced Research Workshop UV Solid-State Light Emitters and Detectors June 17-21, 2003 Vilnius, Lithuania. 223

15. D.S. Sizov, V.S. Sizov, A.V. Fomin, V.V. Lundin , A.F.Tsatsul'nikov, E.E. Zavarin, N. N. Ledentrov "Influence of carrier statistics on InGaN/GaN device performance", proceedings of 2004 IEEE International Conference on Semiconductor Electronics, Kuala Luptur, Malaysia, 2004 December 9-7

16. A. M. Mintairov, K. Sun, J. Merz, D. S. Sizov, V. S. Sizov, V. V. Lundin, S. O. Usov, E. E. Zavarin, A. F. Tsatsul'nikov, Yu. G. Musikhin, A. S. Vlasov, N. N. Ledentsov, "Near-field photoluminescence spectroscopy of InGaN quantum dots" proceedings of MRS2005 fall meeting, November 28 -December 2 Boston, MA, USA

17. D.S. Sizov, V.S. Sizov, V.W. Lundin, E.E. Zavarin, A.F. Tsatsul'nikov, Yu. G. Musikhin, N.N. Ledentsov, A.M. Mintairov, A.S. Vlasov, J. Merz, "Localization energy of non-equilibrium carriers in InGaN quantum dots and its impact on the device performance" Proceedings of 6-th international conference on nitride semiconductor ICNS6, August 28- September 2, 2005, Bremen, Germany

18. D. S. Sizov, V. S. Sizov, G. E. Onushkin, V. V. Lundin, E. E. Zavarin, A. F. Tsatsul'nikov, A. M. Araktcheeva, N. N. Ledentsov, "Optical properties of deep InGaN quantum dots with nonequilibrium carrier statistics", 24-27 may, Minsk, Belarus

19. D. S. Sizov, V. S. Sizov, V. V. Lundin, E. E. Zavarin, A. F. Tsatsul'nikov, A. S. Vlasov, N. N. Ledentsov, A. M. Mintairov, K. Sun, J. Merz "Optical study of InGaN/GaN and InGaN/InGaN QDs grown in a wide pressure range MOCVD reactor", "Nanaostructures Physics and Technology", St-Petersburg, June 20-25,2005

20. D.S. Sizov, V.S. Sizov, A.V. Fomin, V.V. Lundin , A.F.Tsatsul'nikov, E.E. Zavarin, N. N. Ledentsov "Influence of carrier statistics on InGaN/GaN

quantum dot device performance", proceedings of 7-th international conference PHOTONICS2004, 2004 December 9-11, Kochin, India.

21. D.S Sizov, V.S.Sizov, A.I. Besulkin, A.V. Fomin, V.V. Lundin, M.A. Sinitsyn, A.F. Tsatsul'nikov, E.E. Zavarin, N.N. Ledentsov, 'Investigations of carrier statistics in LEDs containing InGaN/GaN nanoinsertions' Pcoceedinhgs of the 26-th internationan conference, "Nanaostructures Physics and Technology", St-Petersburg, June 21-25, 200

Цитированная литература

[1] "Gallium Nitride - 2003 technology status, applications and market

forecasts" Report SC-25 Stretegies United, June 2003

[2] N. Nakayama, S. Itoh, T. Ohata, K. Nakano, H. Okuyama, H. Ozawa, M.

Ishibasu, A. Ikeda, Y. Mori "Room temperature continuous operation of blue-

green laser diodes", Electron. Lett, 29 (1993) pp. 1488-1489

[3] 1. L. Krestnikov, N. N. Ledentsov, A. Hoffmann, D. Bimberg, A. V.

Sakharov, W. V. Lundin, A. F. Tsatsul'nikov, A. S. Usikov, Zh. I. Alferov, Yu.

G. Musikhin, D. Gerthsen, Phys. Rev. В 66, 155310 (2002)

[4] H.H.Леденцов IX Национальная конференция no Росту кристаллов.

Москва 15-20 октября 2000. ода, пленарный доклад

[5] L.V. Asryan, R.A. Suris, Semicond Sci Tech 11, 554 (1996)

[6] P. G. Eliseev, J. ofAppl Phys. 93, (2003) p. 5404

[7] S.F. Chichibu, T. Azuhata, T. Sota, T. Mukai, S. Nakamura, J. ofApplPhys.

88,5153,(2000)

r

Подписано в печать 21.04.2006 Объем: 1,0 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 80 Отпечатано в типографии ООО "КОПИ-Р", С-Пб, Гражданский пр., Лицензия ПЛД № 69-338 от 12.02.99 г.

¿û£>6b-

В в- . 9 8 0 /

1

I. Литературный обзор

1. Потребности рынка в светоизлучающих приборах видимого диапазона. Основные применения, дисплеи, освещение, оптическая запись информации.

2. Исторические способы получения СИ структур видимого диапазона. Широкозонные соединения Н-У1, светодиоды на основе органических соединений, первые работы по исследованию нитридов третьей группы.

3. Получение эффективных инжекционных светоизлучающих приборов на основе нитридов третьей группы и реализация высокой эффективности излучательной рекомбинации при высокой концентрации прорастающих дислокаций. Роль локализации нервавновесных носителей заряда.

4. Основные свойства нитридов элементов третьей группы.

5. Исследования оптических свойств нитридов третьей группы и определение физической природы центров локализации.

6. Целенаправленное получение и исследование свойств 1пОаЫ КТ.

7. Получение и применение квантовых точек 1п(Оа)Аз.

II. Описание эксперимента

8. Описание технологии эпитаксиалыюго выращивания светоизлучающих приборов на основе III/N.

9. Описание методик характеризации.

III. Получение квантовых точек InGaN

10. Выращивание, характеризация и общие свойства квантовых точек InGaN.

11. Техника дефектоубирания в квантовых тчках.

12. Применение дефектоубирания в системе точек InGaN.

13. Влияние давления в реакторе на формирование квантовых точек InGaN.

14. Применение стимулированного фазового распада для усиления локализации в квантовых точках InGaN.

IV. Исследование квантовых точек InGaN и светоизлучающих приборов на их основе

15. Описание статистической модели электронно - оптических свойств массивов квантовых точек InGaN.

16. Верификация модели в системе квантовых точек InGaAs/GaAs.

17. Исследование электронно - оптических свойств структур с различной энергией активации.

18. Исследование кинетики выброса носителей из KT.

19. Температурные и мощностные зависимости ФЛ InGaN KT.

20. Особенности инжекции в структурах с InGaN/GaN квантовыми точками.

21. Подавление безызлучательных потерь, ответственных за квантовую эффективность.

22. Повышение температурной стабильности квантовой эффективности в светодиодах с глубокими квантовыми точками InGaN.

23. Неоднородная инжекция на излучательные уровни.

V. Влияние KT на характеристики лазерных структур.

24. Дизайн и выращивание лазерных структур на основе нитридов третьей группы.

25. Выжигание спектральных дыр в лазерных структурах с глубокими квантовыми точками InGaN.

В последние годы все большее распространение в прикладной оптоэлектронике получают квантовые точки. Наиболее привлекательным является получение квантовых точек с помощью процессов самоорганизации. Преимущество использования квантовых точек заключается в их фундаментальных свойствах - полной локализации носителей тока и наличии дискретного спектра электронных состояний. Механизмы самоорганизации позволяют сравнительно легко формировать массивы квантовых точек с желаемыми свойствами.

Использование квантовых точек в полупроводниковых системах открывает возможности для создания принципиально новых полупроводниковые приборов, а также улучшения характеристик уже имеющихся типов приборов. Возможность интегрирования новых приборов с хорошо налаженной полупроводниковой технологической базой делает эти задачи весьма перспективными для развития полупроводниковой электроники. В связи с этим, большое число исследователей увлечено изучением процессов формирования КТ в различных полупроводниковых системах. Внимание исследователей также привлекает изучение особых свойств квантовых точек как теоретически, так и экспериментально. Благодаря прогрессу в технологии полупроводниковых квантовых точек, на сегодняшний день реализованы приборы на основе квантовых точек для разнообразных применений. Спектр этих приборов включает в себя лазеры для телекоммуникаций, записи и считывания информации, приборы для освещения и подсветки, источники одиночных фотонов и другие приборы.

Огромные потребности рынка светоизлучающих приборов видимого диапазона стимулируют работы по созданию и усовершенствованию высокоэффективных полупроводниковых источников света. К ним относятся, прежде всего, лазеры и светоизлучающие диоды. Для создания лазеров и светодиодов видимого диапазона весьма перспективной является полупроводниковая система нитридов элементов третьей группы. Это связано с тем, что ширина запрещенной зоны этих соединений и их твердых растворов может варьироваться в диапазоне, соответствующем энергиям фотонов в диапазоне от ультрафиолетового до инфракрасного. Другим привлекательным качеством нитридов элементов третьей группы являются их термическая и химическая стойкость. Однако, благодаря ряду технологических проблем, получение приборов на основе нитридов элементов третьей группы стало возможным лишь в течение последнего десятилетия. Несмотря на стремительный прогресс в развитии этого направления полупроводниковой технологии наблюдаемый в последние годы, многие физические свойства структур по-прежнему остаются не достаточно хорошо изученными. Этот факт несколько задерживает дальнейшее развитие технологии, поскольку затрудняет нахождение оптимальных технологических параметров. Не достаточно хорошо изучены как механизмы роста, так и свойства структур. В связи с этим, по-прежнему актуально исследование технологии эпитаксиального выращивания, и разработка методов характеризации и исследования структурных и электронно оптических свойств приборов и структур.

В связи с особенностями эпитаксиального роста нитридов элементов третьей группы, использование самоорганизующихся квантовых точек в активной области светоизлучающих приборов па основе соединений III/N играет крайне важную роль. В этих приборах требуется ограничение носителей, что достигается при помощи квантовых точек. На сегодняшний день реализованы мощные синие светодиоды и лазеры видимого диапазона с квантовыми точками в активной области. Приборы демонстрируют хорошую деградационную устойчивость. Также получены зеленые светодиоды. Меньшие результаты получены при создании ультрафиолетовых приборов, а также в получении зеленых полупроводниковых лазеров.

По-прежнему важной проблемой остается повышение эффективности и времени жизни светодиодов и лазеров на основе III/N во всем оптическом диапазоне. С этой целью ведутся работы по улучшению кристаллического совершенства структур. Оптимизация важнейших параметров квантовых точек, таких как концентрация и энергия активации с основного состояния в область непрерывного спектра также играет существенную роль. Разработка технологии и исследование квантовых точек в системе III/N мотивирована и возможностью создания новых приборов. К примеру, совсем недавно показана возможность создания источников одиночных фотонов на основе квантовых точек GaN. С 1995 года в ФТИ им. Иоффе проводился цикл работ по разработке технологии эпитаксиального роста нитридов элементов третьей группы, а также исследованию свойств гетероструктур на их основе. Эти работы были в частности посвящены изучению квантовых точек InGaN и приборов на их основе.

Основная цель данной работы - разработка новых методов получения квантовых точек InGaN с высоким совершенством кристаллической структуры и управляемыми параметрами локализации носителей, разработка методов исследования свойств таких структур и оптимизация технологии получения светодиодов с KT InGaN в активной области с использованием этих методов исследования.

Для достижения этой цели в работе решались следующие основные задачи:

- разработка технологии эпитаксиального выращивания гетероструктур и приборов с квантовыми точками 1пСаЫ методом газофазной эпитаксии из металлорганических соединений

- Разработка методов оптической характеризации таких структур с использованием методов фотолюминесценции, электролюминесценции и метода спектроскопии фототока.

- Анализ электронно-оптических свойств структур при помощи статистической модели рассматривающей процессы транспорта и рекомбинации носителей в структурах с квантовыми точками.

- Исследование механизмов безызлучателыюй рекомбинации в гетероструктурах и приборах с квантовыми точками 1пОаЫ в активной области.

- Численный расчет волноводных мод в оптическом резонаторе на гетероструктурах с целью оптимизации дизайна оптически накачиваемых лазеров

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Применение методов формирования квантовых точек основанных на фазовом распаде тонких слоев InGaN во время эпитаксиального роста позволило создавать массивы квантовых точек с размерами 3-5 нм и плотностью около 1012 см'2. Применение разработанных методов при росте активной области светодиодных структур позволило повысить квантовую эффективность излучения в 20 раз при рабочих значениях плотностей тока в диапазоне 10-50 А/см2.

2. Модель, основанная на скоростных уравнениях для заселенностей носителей в квантовых точках и в непрерывном спектре состояний, учитывающих процессы транспорта и рекомбинации носителей в ансамбле квантовых точек, позволила описать электронно-оптические свойства структур с квантовыми точками 1пОаЫ и влияние энергии активации носителей с основного состояния квантовых точек в область непрерывного спектра и концентрации центров безызлучателыюй рекомбинации на спектры и квантовую эффективность светоизлучающих приборов.

3. При помощи стимулированного фазового распада 1пСаЫ можно управлять концентрацией 1п в квантовых точках, а, следовательно, локализацией носителей в квантовых точках и варьировать среднее значение энергии активации носителей с основного состояния квантовых точек в область непрерывного спектра в диапазоне значений 0.1 - 0.8 эВ. В структурах, выращенных с применением стимулированного фазового распада, время выброса носителей в область непрерывного спектра превышает 1 не.

4. Применение методов понижения плотности дефектов в структурах во время эпитаксиального роста, основанных на осаждении в буферном слое переходных слоев ¡пОаИ/АЮаМ, а также прерываний роста после осаждения квантовых точек 1пОаК в активной области, позволяет более чем на порядок понизить концентрацию центров безызлучательной рекомбинации.

5. При формировании значительных по размеру (около 1 мкм) областей с большим содержанием 1п, приводящих к дополнительным флуктуациям упругих напряжений, возникает неоднородная электрическая инжекция носителей в активную область.

Литературный обзор

Заключение

1. Получены структуры и приборы содержащие в активной области квантовые точки

I -у j

InGaN с размерами 3-5 нанометров и концентрацией порядка 10 см", образующиеся в результате фазового распада InGaN.

2. Разработаны методы получения структур с низкой концентрацией кристаллических дефектов. Для понижения концентрации прорастающих дефектов во время роста буферного слоя использовались вставки напряженных переходных слоев, а для понижения концентрации дефектов, образующихся во время выращивания активной области использовались прерывания роста.

3. Разработаны методы усиления локализации носителей в квантовых точках при помощи стимулированного фазового распада. Также разработаны методы характеризации энергии и времени термического выброса носителей из квантовых точек в область непрерывного спектра. Показано, что благодаря усилению локализации энергия активации может превосходить 500 мэВ, а времена выброса оказываются больше времени излучателной рекомбинации. Заселенность уровней квантовых точек в этом случае неравновесная при комнатной температуре.

4. Изучено влияние на квантовую эффективность таких факторов, как туннельно-утечечная составляющая инжекционного тока и безызлучательная рекомбинация в активной области. Показано, что квантовая эффективность активной области имеет максимум при токах от единиц А/см и более, в зависимости от кристаллического совершенства структуры, и определяет квантовую эффективность приборов на рабочих токах.

5. Показано, что применение методов понижения концентрации кристаллических дефектов и усиления локализации носителей позволяет в 20 раз увеличить квантовую эффективность светодиодов на рабочих токах, а также существенно улучшить температурную стабильность квантовой эффективности.

6. С исползованием результатов проведенных исследований получены светодиоды синего оптического диапазона на сапфировых подложках с внешней квантовой эффективностью более 15%.

ФЛ со скола 300 К, возбуждение лазером М2

100 кВт/см -й-.' «.1 »•

9 5

50 100 Плотность мощности возбуждения, кВт/см2

Т--■-1-■-Г

2,9 3,0 3,1 Энергия фотона, эВ

Рис. 5.3 Спектры ФЛ структуры выращенной с применением СФР.

После появления генерации при дальнейшем повышении мощности накачки наблюдается увеличение ширины линии генерации. Возбуждение

Рис.5.4 Спектры лазерной генерации для структуры, выращенной с применением СФР а) при комнатной температуре б) при температуре 77К, в) спектр лазерной генерации для структуры, выращенной без применения СФР при комнатной температуре.

1. "Gallium Nitride - 2003 technology status, applications and market forecasts" Report

2. SC-25 Stretegies United, June 2003

3. D. Gogova et al. "Strain-free bulk-like GaN grown by hydride-vapor-phase-epitaxy on two-step epitaxial lateral overgrown GaN template" J. Appl. Phys. 96, 799 (2004)

4. Y. Oshima, T. Suzuki, T. Eri, Y. Kawaguchi, K. Watanabe, M. Shibata, and T. Mishima % "Thermal and optical properties of bulk GaN crystals fabricated through hydride vapor phaseepitaxy with void-assisted separation" J. Appl. Phys. 98,103509 (2005)

5. Marushka and Tietjen, "The preparation and properties of vapor-deposited single crystalline GaNn Appl. Phys. Lett. 15 (1969) 327

6. H. Amano, N. Sawaki, I. Akasaki and Y. Toyoda "Metalorganic vapor phase epitaxial growth of a high quality GaN film using an A1N buffer layer" Appl. Phys. Lett. 48 (1986) pp. 353-5

7. J.I. Pankove, E.A. Miller, D.Richman, J.E. Berkeyheiser, J. Lumin 4 (1971) 630 8. M.A. Haase, J. Qiu, J.M. DePuydt, H. Cheng, "Blue-green laser diodes" Appl. Phys. Lett., 59 (1991) pp 1272-1274

8. N. Nakayama, S. Itoh, T. Ohata, K. Nakano, H. Okuyama, H. Ozawa, M. Ishibasu, A. • Ikeda, Y. Mori "Room temperature continuous operation of blue-green laser diodes", Electron.1.tt., 29 (1993) pp. 1488-1489

9. S. Itoh, A. Ishibashi, " ZnGgSSe based laser diodes", J. Crystal Growth, 150 (1995) pp.701-706

10. W. Fashinger, J. Nürnberger, "Green II-VI light emitting diodes with long lifetime on InP substrate" Appl. Phys. Lett. 77, (2000) pp. 187-189

11. S. Guha, J.M. DePyydt, M.A. Haase, J, Qiu, H, Cheng, "Degradation of II-VI based blue-green light emitters", Appl. Phys. Lett., 63 (1993) pp. 3107-3109

12. S. Gundel, D. Albert, J. Nürnberger, W. Fashinger, Phys. Rew. B., 60 (1999) R16271

13. M-A. di Forte-Poisson et Al., "MOCVD growth of group III nitrides for high power, high frequency applications" Phys. Stat. Sol. (c) 2, No. 3, 2005, pp. 947-955.

14. S. K. Davidsson, J. F. Fälth, X. Y. Liu, H. Zirath, and T. G. Andersson "Effect of A1N nucleation layer on the structural properties of bulk GaN grown on sapphire by molecular-beamepitaxy " J. Appl. Phys. 98,016109 (2005)

15. F. Semond et Al., "Molecular Beam Epitaxy of group-Ill nitrides on silicon substrates: growth properties and device applications", Phys. Stat. Sol. (a), No 2, 2001, 188, pp. 501-510,

16. Y. B. Kwon, J. H. Je, P. Ruterana and G. Nouet "On the origin of a-type threading dislocations in GaN layers" J. Vac. Sei. Technol. A 23, 1588 (2005)

17. S. Nakamura, W. Weeks, M.D. Bremser, K. Ailey, E. Carlson, W. Perry, R.F. Davis, "GaN Growth using GaN buffer layer", Appl. Phys. Lett. 67 (1995) 401-403

18. T. Hino, S. Tomiya, T. Miyajima, K. Yanashima, S. Hashimoto, and M. Ikeda, "Characterization of threading dislocations in GaN epitaxial layers", 2000 Appl. Phys. Lett. 76 3421

19. S.Yu.Karpov and Yu.N.Makarov, "Dislocation Effect on Light Emission Efficiency in

20. Gallium Nitride", Appl.Phys.Lett. 81,4721 (2002)

21. S. Nakamura, "Status of GaN LEDs and Lasers for Solid- State Lighting and Displays," OIDA Solid-State Lighting Workshop (Albuquerque, May 30,2002)

22. S.F. Chichibu, T. Azuhata, T. Sota, T. Mukai, S. Nakamura, "Localized quantum well excitons in InGaN single-quantum-well amber light-emitting diodes" J. of Appl Phys. 88, 5153, (2000)

23. N. N. Ledentsov, D. Bimberg, V. M. Ustinov, Z. I. Alferov, J. A. Lott, Jpn. J. Appl Phys., Part 1 41, 949 (2002)

24. L.V. Asryan, R.A. Suris, "Inhomogeneous line broadening and the threshold current density of a semiconductor quantum dot laser" Semicond. Sci. Technol. 11, 554 (1996)

25. M. Grundmann, D. Bimberg, "Theory of random population for quantum dots", Phys. Rew.B. 55, 9740, (1997)

26. R. P. O.Donnell, S. Pereira, R.W. Martin, P.R. Edwards, M.J. Tobin, J.F.W. Masselmans, "Wishful physics some common misconceptions about InGaN" Phys. Status Solidi, A, 195, 532,(2003)

27. X. H. Wu, P. Fini, S. Keller, E.J. Tarsa, B. Heying, U.K. Mishra, S.P. DenBaars, J.S. Speck, Jpn. J. Appl. Phys. 35 (1996) LI648 LI651,

28. D. Kapolnek, X.H. Wu, B. Heying, S. Keller, B.P. Keller, U.K. Mishra, S.P. DenBaars, J.S. Speck, "Structural evolution in epitaxial metalorganic chemical vapor deposition grown GaN films on sapphire"^/. Phys. Lett. 67 (11) 1995

29. M.S. Yi, H.H. Lee, D.J. Kim, S.J. Park, D. Y. Noh, C.C. Kim, J.H. Je, "Effects of growth temperature on GaN nucleation layers" Appl. Phys. Lett. 75 (15) 1999

30. S.A. Kukushkin, V.N. Bessolov, A.V. Osipov, A.V. Luk'aninov, "Nucleation of III nitride semiconductors in heteroepitaxy", Physics of Solid State, 43 (12) 2001 pp 2135-2139

31. C.A. Кукушкин, B.H. Бессолов, A.B. Осипов, A.B. Лукьянов, "Механизм и кинетика начальных стадий роста пленки GaN" Физика твердого тела, 20026 том. 44 вып. 7, стр 1337

32. Т. Schmidtling, U. W. Pohl, W. Richter, and S. Peters "In situ spectroscopic ellipsometry study of GaN nucleation layer growth and annealing on sapphire in metal-organic vapor-phase epitaxy "J. Appl. Phys. 98,033522 (2005)

33. N. J. Berry Ann, L. E. Rodak, Kalyan Kasarla, "Study of epitaxial lateral overgrowth of GaN for application in the fabrication of optoelectronic devices" Nanying Yang, and D. Korakakis, Proc. SPIEInt. Soc. Opt. Eng. 6017,60170D (2005)

34. T. Mukai, M. Yamada, S. Nakamura. Jpn. J. Appl. Phys., 38, 3976 (1999)

35. I. Akasaki, H. Amano, "Crystal growth and conductivity control of group III nitrides semiconductors and their applications to short wavelength light emitters", Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 36 (1997 pp. 5393 5408)

36. LAkasaki and H.Amano, "Crystal Growth and Conductivity Control of Group III Nitride Semiconductors and Their Application to Short Wavelength Light Emitters", Jpn. J. Appl. Phys. V 361997), p. 5393-5408

37. F. Bernardini, V. Fiorentini and D. Vanderbilt, "Spontaneous polarization and piezoelectric constants of III-V nitrides" 1997 Phys.Rev. В 56 R10024

38. Tsubouchi К and Miskoshiba N 1985 IEEE Trans. SonicsUltrason. 32 634

39. Edgar J H (ed) 1994 Group III Nitrides (London:INSPEC)

40. G. D. O'Clock and M. T. Duffy. "Acoustic surface wave properties of epitaxially grown aluminum nitride and gallium nitride on sapphire "Appl. Phys. Lett. 23, (1973), 55

41. M. A. Littlejohn, J. R. Hauser and Т. H. Glisson, "Monte Carlo calculation of the velocity-field relationship for gallium nitride" Appl. Phys. Lett. 26, (1975), 625

42. Bykhovski A D, Gelmont В L and Shur M S, "Elastic strain relaxation andpiezoeffect in GaN-AIN, GaN-AlGaNandGaN-InGaNsuperlattices" J. Appl. Phys. 81, (1997) 6332

43. Barker A S Jr and Ilegems M Phys. Rev. B, 7, (1973), 743

44. Bougrov V., Levinshtein M.E., Rumyantsev S.L., Zubrilov A., in Properties of Advanced SemiconductorMaterials GaN, AIN, InN, BN, SiC, SiGe . Eds. Levinshtein M.E., Rumyantsev S.L., Shur M.S., John Wiley & Sons, Inc., New York, 2001, 1-30.

45. Rheinlander, A., Neumann, H., Phys. Status Solidi (b) 64 (1974) K123

46. Bloom, S., Harbeke G., Meier E., Ortenburger I.B., Phys. Stat. Solidi 66 (1974), 161-168

47. Leszczynski, M., H. Teisseyre, T. Suski, I. Grzegory, M. Bockowski, J. Jun, S. Porowski, K. Pakula, J.M. Baranowski, C.T. Foxon, T.S. Cheng, "Lattice parameters of gallium nitride", Appl. Phys. Lett. 69(1) (1996), 73-75

48. Xu, Y.N, Ching W.Y., "Electronic, optical, and structural properties of some wurtzite crystals". Phys Rev. В 48, 7 (1993), 4335-4351

49. Suzuki, M., Uenoyama Т., "Strain effect on electronic and optical properties of GaN/AlGaNquantum-well lasers". J. Appl. Phys. 80,12 (1996), 6868-6874

50. Lambrecht, W.R., Segall В., "Anomalous band-gap behavior and phase stability of c-BN-diamondalloys". Phys. Rev. В 47(1993), 9289-9296

51. Xu, Y-N., Ching W.Y., "Electronic, optical, and structural properties of some wurtzite crystals". Phys. Rev. В 48 (1993), 4335-4350

52. О Ambacher, "Growth and applications of Group IH-nitrides " J. Phys. D: Appl. Phys. 311998) 2653-2710

53. Ambacher, Andreas Hangleiter "Optical properties of nitride heterostructures" Phys. Stat. Sol. (c) 0, No. 6, 1816-1834 (2003)

54. S.Chuchibu, H.Okumura, S.Nakamura, G.Feuileet, T.Sota, S.Yoshida "Exciton spectra of cubic and hexagonal GaNfilms ", JpnJ.Appl.Phys 36 (1) 1976-1983 (1997)

55. B.Monemar, J.Bergman, I.Buyanova, W.Li, H.Amano, LAkasaki, "Free Excitons in GaN" MRS Internet J Nitride Sem.Res. 1 (1996) paper 2

56. F. Demangeot, J. Groenen, J. Frandon, M. A. Renucci, O. Briot, S. Clur, R. L. Aulombard, "Coupling of GaN- andAlN-like longitudinal opticphonons in Gal-xAlxNsolid solutions "Appl. Phys. Lett. 72, pp. 2674-2676 (1998).

57. D. Brunner, H. Angerer, E. Bustarret, F. Freudenberg, R. Hôpler, R. Dimitrov, O. Ambacher, M.Stutzmann, "Optical constants of epitaxial AlGaNfilms and their temperature dependence" J. Appl. Phys. 82,5090-5096 (1997).

58. J.F. Muth, J.D. Brown, M.A. Jonson, Z. Yu , R.M.Kolbas , J.W. Cook, . and J. F. "Schetcina Absorption coefficient and refractive index of GaN, AIN and AlGaN alloys ", MRS Internet J. Nitride Semicond. Res. 4SI, G5.2 (1999)

59. H.Angerer, D.Brunner, O.Ambacher, M.Stutsmann, T.Metzger, E.Bom, G.Dollinger, S.Karsh, H.Korner, "Determination of the Al mole fraction and the band gap bowing of epitaxial AlGaN films", Appl.Phys.Lett. 71 (11) 1504-1506(1997)

60. W. Shan, J. W. Ager III, K. M. Yu, and W. Walukiewicz, E. E. Haller, M. C. Martin and W. R. McKinney,W. Yang "Dependence of the fundamental band gap of AlxGaj.xN on alloy composition and pressure ", J.Appl.Phys. 85 p.8505-8508 (1999)

61. K. Tachibana, T. Someya, Y. Arakawa, "Nanometer-scale InGaN self-assembled quantum dots grown by metalorganic chemical vapor deposition "Appl. Phys. Lett 74,383 (1999).

62. S. Nakamura, M. Senoh, S. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, Y. Sugimoto, and H. Kiyoku, "Subband emissions of InGaN multi-quantum-well laser diodes under room-temperature continuous wave operation", Appl. Phys. Lett. 70, 2753 (1997).

63. K. Tachibana, T. Someya, and Y. Arakawa, Appl. Phys. Lett. 74,383 (1999)

64. Y.Kawakami, Y.Narukava, K. Omae, S.Fujita, S.Nakamura "Dimensionality of excitons in InGaN-based light emitting devices" phys.stat.sol. (a) 178 (2000) pp. 331-336

65. M. K. Behbehani, E. L. Piner, S. X. Liu, and N. A. El-Masry6 S. M. Bedair "Phase separation and ordering coexisting in In x Gal 2 x N grown by metal organic chemical vapor deposition", Appl.Phys.Lett 75 2202-2204 (1999)

66. L. T. Romano,M. D. McCluskey,C. G. Van de Walle, J. E. Northrup, D. P. Bour, and M. Kneissl,T. Suski and J. Jun, "Phase separation in InGaN multiple quantum wells annealed at high nitrogen pressures" Appl.Phys.Lett 75 (1999) pp. 3950-3952

67. X. Zhang, D. H. Rich,a) J. T. Kobayashi, N. P. Kobayashi, and P. D. Dapkus "Carrier relaxation and recombination in an InGaN/GaN quantum well probed with time resolved cathodoluminescence ", Appl.Phys.Lett 73 (1998) pp. 1430-1432

68. F. A. Ponce, S. Srinivasan, A. Bell, L. Geng, R. Liul, M. Stevens, J. Cai, H. Omiya, H. Marui2, and S. Tanaka, "Microstructure and electronic properties of InGaN alloys "phys. stat. sol. (b) 240, No. 2, pp. 273-284 (2003)

69. K. P. O'Donnell, R. W. Martin, and P. G. Middleton "Origin of Luminescence from InGaN Diodes", Phys. Rew. Lett. 82 (1) 1999, p 237

70. H.C. -Yang, T.Y. Lin, Y.F. Chen, "Presistentphotoconductivity in InGaN/GaN multiquantum wells", Appl.Phys.Lett. 78 (3) 2001, pp 338-340

71. Vertikov, A.V. Nurmikko; K. Doverspike, G. Bulman, and J. Edmond, "Role of localized and extended electronic states in InGaN/GaN quantum wells under high injection, inferred from near-field optical microscopy", Appl. Phys. Lett. 73, (1998) pp. 493-495

72. T.Someya, Y.Arakawa, "Microphotoluminescence images of InGaNsingle quantum well", JpnJ.Appl.Phys 38L1216-L1218 (1999)

73. I. Ho and G. B. Stringfellow "Solid phase immiscibility in GalnN" 1996 Appl. Phys. Lett. 69 2701

74. Koukitu A, Takahashi N, Taki T and Seki H 1996 Japan. J. Appl. Phys. 35 L673

75. Matsuoka T, Yoshimoto N, Sakai T and Katsui A 1992 J. Electron. Mater. 21157

76. S. Yu. Karpov, N. I. Podolskaya, I. A. Zhmakin, A. I. Zhmakin, "Statistical model of ternary group-Ill nitrides", Phys. Rew. B 70, 235203 (2004)

77. R.A. Talalaev, S. Yu. Karpov, I. Yu. Evstratov, Yu. N. Makarov, "Indium segregation in MOVPE grown InGaN based heterostructures" Phys. Stat. Sol. (c) 0,No 1, 311-314 (2002)

78. E. L. Piner, M. K. Behbehani, N. A. El-Masry, F.G. Mcintosh, J.C. Roberts, K.S. Boutros, S.M. Bedair, "Effect of hydrogen on the indium incorporation in InGaN epitaxial films"Appl. Phys. Lett. 70 461 (1997)

79. S. Keller, B.P. Keller, D. Kapolnek, A.C. Abare, H. Masiri, L.A. Colden, U.K. Mishra, S.P. DenBaars, Appl. Phys. Lett. 68, 3174 (1996)

80. M.K. Behbehani, E.L. Piner, S.X. Liu, N.A. Ei-marsy, S.M. Bedair, "Phase separation and ofdering coexisting in InGaN grown by metal-organic chemical vapor deposition ", Appl. Phys. Lett. ,75 (15) 1999 p 2202

81. E.V. Yakovlev, R.A. Talalaev, Yu.A. Shpolyanskiy, and A.S. Segal, "Modeling of IIInitride Chemical Vapor Deposition " First Russia-Taiwan Joint Symposium on Ill-Nitride Semiconductors JSNS-2005, St. Petersburg, Russia, June 22.24,2005 W2-6

82. M. Takeguchi, M.R. McCartney, D. J. Smith, "Mapping In concentration, strain, and internal electric field in InGaN/GaN quantum well structure" Appl.Phys.Lett., 84 (12) 2004 pp.2103-2105

83. M.S. Jeong, J.Y. Rim, Y.-W. Kim, J.O. White, E.-K. Suh, C.-H. Hong, H.J. Lee, "Spatially resolved photoluminescence in InGaN/GaN quantum wells by near-field scanning optical microscopy" Appl. Phys. Lett. 79 (7) 2001, pp.976 978

84. Yen Lin, Chuan-Pu Liu, Zheng-QuanChen, Appl. Phys. Lett. "Study of the dominant luminescence mechanism in InGaN/GaN multiple quantum wells comprised of ultrasmall InGaN quasiquantum dots" 86 121915 (2005)

85. H.K. Cho, J.Y. Lee, N. Sharma, C.J. Humphreys, G.M. Yang, C.S. Kim, J.H. Song, P.W. Yu, "Effect of growth interruptions on the light emission and indium clustering of InGaN/GaN multiple quantum wells" Appl. Phys. Lett., 79 (16), 2001, pp 2594 2596

86. K.S. Ramaiah, Y.K. Su, S.J. Chang, C.H. Chen, F.S. Juang, "Studies of InGaN/GaN multiquantum-well green-light-emitting diodes grown by metalorganic chemical vapor deposition" Appl.Phys.Lett. 85 (3) 2004, pp 401-403

87. Soon-Yong К won, Sung-II Baik, Young-Woon Kim, Нее jin Kim, Dong-Su Ко, Euijoon Yoon Jong-Won Yoon, Heyeonsik Cheong, Yoon-Soo Park,Appl. Phys. Lett. 86 192105 (2005)

88. H.H.Леденцов IX Национальная конференция no Росту кристаллов. Москва. 15-20 октября 2000 года, пленарный доклад

89. P. Gyoungwon, О.В Shchekin, D.L. Huffaker, D.G. Deppe. IEEE Phot. Techn. Lett., 12, 3,230, (2000)

90. R. L. Sellin, Ch. Ribbat, M. Grundmann, N. N. Ledentsov, D. Bimberg, "Close-to-ideal device characteristics of high-power InGaAs/GaAs quantum dot lasers" Appl. Phys. Lett., 78, 1207,(2001)

91. S. Seki, H. Oohasi, H. Sugiura, T. Hirono, and K. Yokoyama, "Dominant mechanism for limiting the maximum operating temperature of InP-based multiple-quantum-well lasers" J. Appl. Phys., 79, 2192 (1996)

92. В. B. Elenkrig, S. Smetona, J. G. Simmons, T. Makino, J. D. Evans. "Maximum operating power of 1.3 цт strained layer multiple quantum well InGaAsP lasers " J. Appl. Phys., 85,2367(1999).

93. O.B. Shchekin, G. Park,D.L. Huffaker, Q. Mo, D.G. Deppe, "Electro-optic field mapping system utilizing external gallium arsenide probes "Appl. Phis. Lett., 77,486, (2000)

94. J.K. Kim, R.L. Naone, L.A. Coldren. IEEE J. of Selected Topics In Quantum Electronics 6, 3, 504,2000

95. N N Ledentsov, D Bimberg, V M Ustinov, M V Maximov, Zh I Alferov, V P Kalosha and J A Lott, "Interconnection between gain spectrum and cavity mode in a quantum-dot vertical-cavity laser", Semicond. Sci. Technol. 14,99 (1999)

96. F.Ferdos, M.Sadeghi, Q.X.Zhao, S.M.Wang, A.Larsson. J. of Crystal Growth, 227, 1140, (2001)

97. A. Passaseo, G. Maruccio, M. De Vittorio, R. Rinaldi, and R. Cingolani, M. Lomascolo, "Wavelength control from 1.25 to 1.4 /im in InxGaixAs quantum dot structures grown by metal organic chemical vapor deposition", Appl. Phys. Lett., 78,1382, (2001)

98. G.T. Liu, A. Stintz, H. Li, K.J. Malloy, L.F. Lester, "Extremely low room-temperature threshold current density diode lasers using InAs dots in Ino.15Gao.85As quantum well" Electron. Lett. 35,1163 (1999)

99. J.A. Lott, N.N. Ledentsov, V.M. Ustinov, N.A. Maleev,A.R. Kovsh, A.E. Zhukov, M.V. Maximov, B.V. Volovik, Zh.I. Alferov, D. Bimberg. Abstract Book LEOS 2000 (Rio Grande, Puerto Rico, Nov. 13CE16,2000) p. 304.

100. P. Gyoungwon, О. В. Shchekin, S. Csutak, D. L. Huffaker, and D. G. Deppe, "Room-temperature continuous-wave operation of a single-layered 1.3 цш quantum dot laser" Appl. Phis.Lett. 75, 3267 (1999)

101. I.L. Krestnikov N.A. Cherkashin, D.S. Sizov, D.A. Bedarev, I.V. Kochnev, V.M. Lantratov, N.N. Ledentsov. Techn. Phys. Lett., 27,6,2001

102. O. Stier, M. Grundmann, and D. Bimberg. Phys. Rev. В 59, 5688, (1999)

103. G.T.Liu, A. Stintz, H. Li, T.C. Newell, A.L. Gray, P.M. Varangis, K.J.Malloy,

104. F.Lester, "Electronic and optical properties of strained quantum dots modeled by 8-band k-p theory" IEEE J. of Quant. Electronics, 36,1272,(2000)

105. P. Gibart, "Metal organic vapour phase epitaxy of GaN and lateral overgrowth", Rep. Prog. Phys. 67 (2004) 667-715

106. X. H. Wu, P. Fini, S. Keller, E.J. Tarsa, B. Heying, U.K. Mishra, S.P. DenBaars, J.S. Speck, Jpn. J. Appl. Phys. 35 (1996) L1648 L1651

107. D. Kapolnek, X.H. Wu, B. Heying, S. Keller, B.P. Keller, U.K. Mishra, S.P. DenBaars, J.S. Speck, "Structural evolution in epitaxial metalorganic chemical vapor deposition grown GaNfilms on sapphire " Appl. Phys. Lett. 67 (11) 1995

108. M.S. Yi, H.H. Lee, D.J. Kim, S.J. Park, D.Y. Noh, C.C. Kim, J.H. Je, "Effects of growth temperature on GaNnucleation layers" Appl. Phys. Lett. 75 (15) 1999

109. S.A. Kukushkin, V.N. Bessolov, A.V. Osipov, A.V. Luk'aninov, "Nucleation of III nitride semiconductors in heteroepitaxy", Physics of Solid State, 43 (12) 2001 pp 2135-2139,

110. C.A. Кукушкин, B.H. Бессолов, A.B. Осипов, A.B. Лукьянов, "Механизм и кинетика начальных стадий роста пленки GaN" Физика твердого тела, 20026 том. 44 вып. 7, стр 1337

111. Т. Schmidtling, U. W. Pohl, W. Richter, and S. Peters "In situ spectroscopic ellipsometry study of GaN nucleation layer growth and annealing on sapphire in metal-organic vapor-phase epitaxy" J. Appl. Phys. 98,033522 (2005)

112. Л.Д. Ландау, E.M. Лифшиц, "Теоретическая физика, т.З, Квантовая механика", Моксква, Наука.

113. В.В.Лундин, Е.Е.Заварин, Д.С.Сизов "Влияние газа-носителя на процесс газотранспортной эпитаксии нитрида галлия из металлорганических соединений" ПЖТФ, 2005, том 31, выпуск 7

114. М. V. Maximov, L. V. Asryan, Yu. М. Shernyakov, А. F. Tsatsul'nikov, I. N. Kaiander, V. V. Nikolaev, A. R. Kovsh, S. S. Mikhrin, V. M. Ustinov, A. E. Zhukov, Zh. I. Alferov, N. N. Ledentsov, D. Bimberg, IEEE J Quantum Elec 37 (2001) pp. 676683

115. P. G. Eliseev, "The red a2/kT spectral shift in partially disordered semiconductors", J. of Appl Phys. 93, (2003) p. 5404

116. A.V.Kamanin, A.G.Kolmakov, P.S.Kop'ev, G.A. Onushkin, A.V.Sakharov, N.M.Shmidt, D.S.Sizov, A.A.Sitnikova, A.L.Zakgeim, R.V.Zolotareva, A.S.Usikov, "Degradation of blue LEDs related to structural disorder", phys. stat. sol. (c), in press.

117. T.A. Lafford, B.K. Tanner, P.J. Parbrook, J. Phys. D 36 A245 (2003)

118. N.M. Shmidt et al., Nanotechnology 12 (2001) 471

119. J.L.Rouviere etal. Inst.Phys. Conf.Ser. 157,103 (1997)

120. Lafford, P.J. Parbrook, B.K. Tanner, "Influence of alloy composition and interlayer thickness on twist and tilt mosaic in AlGaN/AlN/GaN heterostructures", Appl. Phys. Lett., 83 (26) 2003 pp 5434-5436

121. S. Keller, G. Parish, J. S. Speck, S. P. DenBaars, U.K. Mishra, "Dislocation reduction in GaNfilms through selective island growth ofInGaN"Appl. Phys. Lett. 77 (17) 2000 pp 2665 -2667

122. K. Domen, A. Kuramata, T. Tanahashi, "Lasing mechanism of InGaN/GaN/AlGaN multiquantum well laser diode", Appl. Phys. Lett. 72 (19) 1998, pp 1359-1361

123. P. Fisher, J. Christien, S. Nakamura, "Spectral electroluminescence mapping of a blue InGaNsingle quantum well light emitting diode", Jpn. J. Appl. Phys. 39 (2000) pp. L129-L132

124. X. Кейси и M. Паниш, "Лазеры на гетероструктурах" "Мир" Москва 1981

125. Л.В. Асрян, Р.А. Сурис, "Роль термических выбросов носителей в выжигании пространственных дыр в лазере на квантовых точках", ФТП, 33 (9) 1999, стр. 1077 1079