Μελέτη της επίδρασης υψηλών υδροστατικών πιέσεων στο InxGa1-xN ( x 0.4 ) με τεχνικές οπτικής φασματοσκοπίας.
Creators: name: Γκράνα, Βασιλική Παναγιώτη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2014
Subjects: Υψηλή πίεση
Ράμαν
Φωτοφωταύγεια
High pressure
Raman
Photoluminescence

description: Τα τριαδικά κράματα InxGa1-xN είναι σημαντικά υλικά για οπτοηλεκτρονικές εφαρμογές διότι τα εξαρτώμενα από τη σύσταση (x) άμεσα χάσματά τους καλύπτουν μεγάλο εύρος του φάσματος, από το υπεριώδες μέχρι το εγγύς υπέρυθρο. Οι φασματοσκοπικές τεχνικές Raman και φωτοφωταύγειας (photoluminescence, PL) είναι καλά εδραιωμένες, μη καταστρεπτικές τεχνικές για την εκτίμηση της κρυσταλλικής δομής και ποιότητας, της κατανομής των τάσεων και της συγκέντρωσης των ελεύθερων φορέων των ημιαγώγιμων συστημάτων νιτριδίων. Στην παρούσα εργασία, η απόκριση στην πίεση υμενίου πολικού βουρτσίτη InxGa1-xN (x=0.37) σε υπόστρωμα GaN/σάπφειρος μελετήθηκε με συνδυασμένη φασματοσκοπική χαρτογράφηση Raman και PL. Το γεγονός αυτό επέτρεψε τον ακριβή εντοπισμό περιοχών στο δείγμα που εμφανίζουν διαφορετική εναπομένουσα τάση και την ακριβή παρακολούθηση της εξέλιξης αυτών με την πίεση. Η εναπομένουσα τάση στο υμένιο InxGa1-xN μετά τη θραύση του δείγματος για τη διεξαγωγή των πειραμάτων υψηλής πίεσης όπως και το υπόστρωμα δεν επηρεάζουν την απόκριση στην πίεση των κορυφών Raman και PL. Οι κλίσεις με την πίεση των κορυφών Raman του υπό μελέτη κράματος (/P~4.7 cm-1GPa-1) δείχνουν την ενδιάμεση σκληρότητα του που βρίσκεται ανάμεσα σε αυτή των ακραίων μελών του συστήματος InxGa1-xN. Επιπλέον, η εγγύτητα της ενέργειας της κορυφής PL στην ακμή απορρόφησης (EPL~1.97 eV) και η κλίση της με την πίεση (EPL/P~30 meVGPa-1) καταδεικνύθουν ότι η φωτοφωταύγεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση της εξέλιξης του ενεργειακού χάσματος (Eg) με την πίεση.
description: InxGa1-xN ternary compounds are important materials for optoelectronic applications since their x-dependent direct bandgaps cover the spectral range from ultraviolet to near-infrared. Raman and photoluminescence (PL) spectroscopy are well-established, non-destructive techniques for assessing the crystalline structure, quality, stress distribution and free carrier concentration of nitride semiconducting systems. In this work, the pressure response of a polar wurtzite InxGa1-xN (x=0.37) film on GaN/sapphire template has been studied by means of combined Raman and PL mappings, enabling the precise location at every pressure of sample sites exhibiting different residual stress and follow accurately their pressure evolution. The residual stress state after sample breaking -for the high pressure experiments- and the substrate do not affect the pressure response of the Raman and the PL peaks. The pressure slopes of the Raman peaks of the studied alloy (/P~4.7 cm-1GPa-1) indicate its intermediate stiffness between the end members of the InxGa1-xN system. Moreover, the ambient pressure value of the PL peak energy (EPL~1.97 eV) and its pressure slope (EPL/P~30 meVGPa-1) reveal that PL can be used to follow the pressure evolution of the bandgap, Eg.
description: Σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Τεχνολογίας Γκρενόμπλ (Γαλλία), το ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος, και το CNRS (Centre National de la Researche Scientifique, Γαλλία)