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Enregistrement W4232353307 · doi:10.1002/9783527808465.emc2016.6208

Carrier Localization at Atomic‐Scale Compositional Fluctuations in Single AlGaN Nanowires with Nano‐Cathodoluminescence

2016· other· en· W4232353307 sur OpenAlexaff
Steffi Y. Woo, Luiz H. G. Tizei, Matthieu Bugnet, Songrui Zhao, Zetian Mi, Mathieu Kociak, Gianluigi A. Botton

Notice bibliographique

RevueEuropean Microscopy Congress 2016: Proceedings · 2016
Typeother
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueGaN-based semiconductor devices and materials
Établissements canadiensMcGill UniversityMcMaster University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCathodoluminescenceMaterials scienceNanowireOptoelectronicsMolecular beam epitaxyDislocationDopingScanning transmission electron microscopyNanoscopic scaleMicrosecondTransmission electron microscopyNanotechnologyEpitaxyLuminescenceOptics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Considerable interest has been generated to develop highly efficient deep ultraviolet (DUV) emitters using AlGaN‐based alloys with direct bandgaps between 3.4 – 6.1 eV for a broad range of applications. Conventional planar AlGaN DUV devices, such as electrically injected solid‐state lasers and light‐emitting diodes, experience limited efficiencies due to the high dislocation density and inefficient p ‐doping with increasing Al‐content using Mg. Nanowire (NW) structures can be a promising alternative to enhance strain relaxation and p ‐doping, both mediated by the additional free surfaces. Exceptionally high internal quantum efficiencies have been reported in high Al‐content AlGaN NWs [1, 2], suggesting strong charge carrier confinement at nanoscale kinetically‐driven alloy inhomogeneities [3] that behave optically as quantum dots [4]. Recently, atomic‐scale compositional modulations have been reported in high Al‐content AlGaN NWs and suggested to act as localization centers to enhance radiative recombination [1, 2]. Comprehensive understanding of emission characteristics in such spontaneously‐formed compositional fluctuations in AlGaN NWs, from directly correlating the localized optical response to structural/chemical properties at relevant lengthscales is still lacking. High and low Al‐content Al x Ga 1‐x N p‐i‐n homojunctions were grown on Si‐doped GaN NW templates on Si(111) substrates by plasma‐assisted molecular beam epitaxy. Characterization on single NWs using nanometer‐scale cathodoluminescence (CL) spectral imaging at 150 K was performed [5], subsequently correlated to structural information obtained with aberration‐corrected scanning transmission electron microscopy (STEM). The low‐Al AlGaN NWs (Sample A, nominally x = 0.11) exhibit an Al‐rich shell that can passivate the surface. A high degree of homogeneity within the AlGaN core region is observed from high‐angle annular dark‐field (HAADF) Z‐contrast imaging, and is further confirmed with electron energy‐loss spectroscopy (EELS) [2]. Individual NWs in Sample A show the presence of up to three emission peaks highly delocalized along the NW length (Fig. 1f–h), two peaks originate from the AlGaN region (sharp 336 nm band‐edge peak, broad and asymmetric peak with 360 nm maximum), and one from the n ‐GaN base (~355 nm). With increased Al concentration (Sample B, nominally x = 0.88), extensive atomic‐scale HAADF intensity fluctuations are present in the AlGaN regions, and these are indicative of strong Ga‐rich/Al‐rich compositional modulations, as validated using EELS elemental mapping at atomic‐resolution [2]. The nature of the laterally discontinuous compositional fluctuations varies between p ‐, i ‐, n ‐doped AlGaN regions (Fig. 2a–e): single atomic layers occurring on c ‐planes along the growth direction in p ‐AlGaN and on semi‐polar {10‐13} planes in i ‐ and n ‐AlGaN. Other nm‐sized modulations and segregation are also observed. NWs in Sample B display a spectrally dense series of narrow lines blue‐shifted (230 – 300 nm), and are drastically more spatially localized within the AlGaN regions in the wavelength‐filtered CL images, relative to Sample A. Subsequent high‐resolution (HR)STEM on these NWs shows that the different spectral behaviors (emission energy) can be correlated to positions along the NW with different types of compositional fluctuations. Specifically, the shortest wavelength peaks (230 – 240 nm) originate from volumes with atomic‐scale Ga‐rich c ‐planes in p ‐AlGaN (Fig. 2c, ROI 1 circled in 2g), while high intensity sharp peaks (250 – 290 nm) can be assigned to regions with atomic‐scale modulations on inclined {10‐13} planes or other nm‐sized segregation (Fig. 2b,d). The presence/absence of extended defects and its role as localization centers will also be discussed [6].

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict), Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Autre · Signal consensuel: Autre
Score de désaccord entre enseignants0,336
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0050,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,010
Tête enseignante GPT0,244
Écart entre enseignants0,235 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreAutre

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2016
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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