Автореферат (Дислокационная люминесценция в нитриде галлия), страница 4

Прииндентировании базисные петли распространяются на расстояния в несколько разбольшее, чем призматические, в то время как у царапины длина базисных и призматических петель примерно равны.152) Установлено, что только прямолинейные сегменты а-винтовых дислокаций в базисной и призматической системах скольжения представлены собственной интенсивной полосой излучения с энергией излучения 3.15-3.18 эВ при температуре Т = 70 К. Дислокационное излучение представлено явно выраженнойдуплетной линией с шириной расщепления 30-35 мэВ с фононными повторениями каждой из линий. Дуплетная структура является характеристикой одиночнойдислокации, полуширина высокоэнергетической компоненты равна полуширинесвободного экситона, в то время как полуширина низкоэнергетической компоненты является уширенной и состоит из двух неразрешённых линий.

Спектр ДИпри деформации базисной и призматической плоскостей идентичен. ДИ при комнатной температуре представляет собой широкую полосу с энергией порядка3.1 эВ и продолжает наблюдаться при нагреве образца до 420 К.Совпадение поведения излучения свободного экситона и зависимостей энергетического положения ДИ, полуширины высокоэнергетической компоненты приизменении температуры, а также зависимости энергетического положения ДИ отмеханических напряжений свидетельствуют об экситонном происхождении ДИ.3) Методами просвечивающей электронной микроскопии установлено, чтосвежевведённые а-винтовые дислокации в низкоомном GaN являются расщепленными на две 30° частичные дислокации с величиной расщепления 4-6 нм.4) Результаты термического отжига, а именно сохранение достаточной интенсивности дислокационного излучения для её регистрации вплоть до 420 К исохранение дислокационной люминесценции после отжига при температурахвплоть до 750 К являются прямым следствием атомного строения а-винтовых дислокаций.5) При изучении структурных свойств пластически деформированных образцов в ПЭМ было обнаружено наличие растянутых дислокационных узлов в местах пересечения а-винтовых дислокаций, характерный размер (радиус) которыхсоставляет примерно 15 нм.

В тоже время точки пересечения а-винтовых дислокаций в катодолюминесцентных исследованиях представлены собственной линией излучения с энергией порядка 3.3 эВ при 70 К. Исходя из данных фактовследует, что источниками излучения с энергией 3.3 эВ, вероятнее всего, являютсярастянутые дислокационные узлы, представляющие собой 2D дефект упаковкитипа I2, излучающий с той же энергией и имеющий схожую полуширину с протяжёнными дефектами упаковки I2 в GaN.6) На основе экспериментальных данных и анализа литературных данныхпредложена модель оптических переходов в ядре расщепленной а-винтовой дислокации, описывающая наблюдаемые свойства дислокационного излучения и16предполагающая наличие пространственно прямых и непрямых переходов с общего электронного уровня дефекта упаковки на дырочные уровни азотной и галлиевой частичных дислокаций.7) Высокая по сравнению с зонно-зонным переходом интенсивность дислокационной люминесценции при комнатной и более высоких температурах, атакже устойчивость дислокационной структуры к высокотемпературному отжигупозволяет рассматривать это явление как кандидат для его использования при создания светоизлучающих приборов повышенной светоотдачи.Список литературы1.

M. Albrecht Nonradiative recombination at threading dislocations in n-type GaN: Studied bycathodoluminescence and defect selective etching / Albrecht M., Weyher J. L., Lucznik B.,Grzegory I., Porowski S. // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 92, № 23. P. 231909.2.

N.A. Drozdov Recombination radiation on dislocations in silicon / Drozdov N.A., PatrinA.A., Tkachev V.D // JETP Lett. 1976. Vol. 23. P. 651–653.3. V.D. Negrii Dislocation Structure and Motion in CdS Crystals / Negrii V.D., Osipyan Y.A.,Lomak N. V. // Phys. Status Solidi. 1991. Vol. 126, № 1. P. 49–61.4. A.N. Izotov Photoluminescence and Splitting of Dislocations in Germanium / Izotov A.N.,Kolyubakin A.I., Shevchenko S.A., Steinman, E.A.

// Phys. Status Solidi. 1992. Vol. 130. P.193–198.5. V. V. Kveder Influence of the splitting of dislocations on the g factor of holes in one-dimensional dislocation band / Kveder V. V, Shalynin A.I., Shtetnman E.A. // JETP. 1996. Vol. 83, №October. P. 829–833.6. V.V. Kveder Dislocations in silicon and D-band luminescence for infrared light emitters /Kveder V.V., Kittler M. // Mater.

Sci. Forum. 2008. Vol. 590. P. 29–56.7. O.S. Medvedev Direct observation of luminescence of individual screw dislocations in GaN /Medvedev O.S., Vyvenko O.F., Bondarenko A.S., Voronenkov V.V. // 12th Int. Work. BeamInject. Assess. Microstruct. Semicond. 2014. P. MoA4.8. M. Albrecht Origin of the unusually strong luminescence of a -type screw dislocations in GaN/ Albrecht M., Lymperakis L., Neugebauer О. // Phys. Rev.

B. 2014. Vol. 241201, № 90. P. 1–4.9. J. Huang Dislocation luminescence in GaN single crystals under nanoindentation / Huang J.,Xu K., Fan Y.M., Wang J.F., Zhang J.C., Ren G.Q. // Nanoscale Res. Lett. 2014. Vol. 9, № 649.P. 1–7.10. J.L. Farvacque Numerical determination of one-dimensional energy bands bound to dislocations / Farvacque J.L., Franc P. // Phys. B Condens. Matter. 1999.

Vol. 274. P. 995–998.11. I. Belabbas Core properties and mobility of the basal screw dislocation in wurtzite GaN: adensity functional theory study / Belabbas I., Chen J., Heggie M.I., Latham C.D., Rayson M.J.,Briddon P.R. // Model. Simul. Mater. Sci. Eng. IOP Publishing, 2016. Vol.

24, № 7. P. 75001.12. J. Lähnemann Luminescence associated with stacking faults in GaN / Lähnemann J., JahnU., Brandt O., Flissikowski T., Dogan P., Grahn H.T. // J. Phys. D. Appl. Phys. 2014. Vol. 47,№ 42. P. 423001..