Untersuchungen zu semipolaren GaInN-Quantenfilmen auf strukturierten Oberflächen für Anwendungen in Laserdioden

• Applicant: Professor Dr. Ferdinand Scholz
• Subject Area: Experimental Condensed Matter Physics
• Term: from 2006 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 32705802

In GaInN-GaN-Hetero- und Quantenfilmstrukturen werden spektroskopisch im allgemeinen deutliche Hinweise auf Ladungsträger-Lokalisierungen beobachtet, deren Ursache einerseits auf Kompositions- und daraus resultierenden Potentialfluktuationen und andererseits auf große innere piezoelektrische Felder als Folge großer Gitterfehlanpassungsverspannungen zurückgeführt wird. Beide Effekte führen zu geringeren Quantenausbeuten und damit schlechteren Lichtemissionseigenschaften bei zunehmendem In-Anteil in den aktiven Quantenfilmen, d.h. zunehmender Wellenlänge. Sie lassen sich bei konventionellen Herstellungsbedingungen kaum beeinflussen und auch nicht klar voneinander trennen. Um eine verbesserte Quantenausbeute zu erreichen, setzt sich das vorliegende Projekt zum Ziel, GaInN-Quantenfilme auf Kristallebenen zu präparieren, bei denen keine oder nur kleine piezoelektrische Effekte erwartet werden. Dies soll durch Epitaxie auf Kristallfacetten erzielt werden, die mittels selektiver Epitaxie hergestellt werden können. Es gibt zudem Hinweise, dass die GaInN-Kompositionsfluktuationen auf solchen Facetten deutlich reduziert sind. Somit sollten solche Quantenfilme deutlich günstigere Eigenschaften für die optische Emission ¿ bedingt durch den größeren Überlapp von Elektronen- und Löcher-Wellenfunktionen ¿ aufweisen und nitridische Lichtemitter im längerwelligen sichtbaren Spektralbereich (blau bis grün) verbessern oder überhaupt erst ermöglichen. Dies soll mit unterschiedlichen spektroskopischen Methoden - teilweise mit hoher Ortsauflösung - untersucht werden, ergänzt durch Transmissionselektronen-Mikroskopie-Studien von Kooperationspartnern. Durch die Herstellung von pn-Dioden-Strukturen sollen zudem Aussagen über die Einsatzmöglichkeit dieser Facetten-Strukturen in optoelektronischen Bauelementen erarbeitet werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Klaus Dieter Thonke