The luminescence properties of InxAl1−xN/GaN heterostructures are investigated systematically as a function of the In content (x = 0.067 − 0.208). The recombination between electrons confined in the two-dimensional electron gas and free holes in the GaN template is identified and analyzed. We find a systematic shift of the recombination with increasing In content from about 80 meV to only few meV below the GaN exciton emission. These results are compared with model calculations and can be attributed to the changing band profile and originating from the polarization gradient between InAlN and GaN.
REFERENCES
1.
D. S.
Lee
, J. W.
Chung
, H.
Wang
, X.
Gao
, S.
Guo
, P.
Fay
, and T.
Palacios
, IEEE Electron Device Lett.
32
, 755
(2011
).2.
M.
Mikulics
, R.
Stoklas
, A.
Dadgar
, D.
Gregušová
, J.
Novák
, D.
Grützmacher
, A.
Krost
, and P.
Kordoš
, Appl. Phys. Lett.
97
, 173505
(2010
).3.
Z. T.
Chen
, S. X.
Tan
, Y.
Sakai
, and T.
Egawa
, Appl. Phys. Lett.
94
, 213504
, (2009
).4.
R.
Butté
, J.-F.
Carlin
, E.
Feltin
, M.
Gonschorek
, S.
Nicolay
, G.
Christmann
, D.
Simeonov
, A.
Castiglia
, J.
Dorsaz
, H. J.
Buehlmann
, S.
Christopoulos
, G.
Baldassarri Höger von Högersthal
, A. J. D
Grundy
, M.
Mosca
, C.
Pinquier
, M. A.
Py
, F.
Demangeot
, J.
Frandon
, P. G.
Lagoudakis
, J. J.
Baumberg
, and N.
Grandjean
, J. Phys. D: Appl. Phys.
40
, 6328
(2007
).5.
M.
Gonschorek
, J.-F.
Carlin
, E.
Feltin
, M. A.
Py
, N.
Grandjean
, V.
Darakchieva
, B.
Monemar
, M.
Lorenz
, and G.
Ramm
, J. Appl. Phys.
103
, 093714
(2008
).6.
D.
Cavalcoli
, S.
Pandey
, B.
Fraboni
, and A.
Cavallini
. Appl. Phys. Lett.
98
, 142111
(2011
).7.
J.-F.
Carlin
and M.
Ilegems
, Appl. Phys. Lett.
83
, 668
(2003
).8.
Ž.
Gačević
, S.
Fernández-Garrido
, J. M.
Rebled
, S.
Estradé
, F.
Peiró
, and E.
Calleja
, Appl. Phys. Lett.
99
, 031103
(2011
).9.
A.
Krost
, C.
Berger
, J.
Bläsing
, A.
Franke
, T.
Hempel
, A.
Dadgar
, and J.
Christen
, Appl. Phys. Lett.
97
, 181105
(2010
).10.
J.
Dorsaz
, J.-F.
Carlin
, S.
Gradecak
, and M.
Ilegems
, J. Appl. Phys.
97
, 084505
(2005
).11.
A.
Dadgar
, F.
Schulze
, J.
Bläsing
, A.
Diez
, A.
Krost
, M.
Neuburger
, E.
Kohn
, I.
Daumiller
, and M.
Kunze
, Appl. Phys.Lett.
85
, 5400
(2004
).12.
V.
Darakchieva
, B.
Monemar
, and A.
Usui
, Appl. Phys. Lett.
91
, 031911
(2007
).13.
H.
Amano
, K.
Hiramatsu
, and I.
Akasaki
, Jpn. J. Appl. Phys.
27
, L1384
(1988
).14.
C.
Kisielowski
, J.
Krüger
, S.
Ruvimov
, T.
Suski
, J. W.
Ager
III, E.
Jones
, Z.
Liliental-Weber
, M.
Rubin
, E. R.
Weber
, M. D.
Bremser
, and R. F.
Davis
, Phys. Rev. B
54
, 17745
–17753
(1996
).15.
C.
Hums
, J.
Bläsing
, A.
Dadgar
, A.
Diez
, T.
Hempel
, J.
Christen
, A.
Krost
, K.
Lorenz
, and E.
Alves
, Appl. Phys. Lett.
90
, 022105
(2007
).16.
B.
Monemar
, I. A.
Buyanova
, J. P.
Bergman
, H.
Amano
, and I.
Akasaki
, Mater. Sci. Eng. B
43
, 172
(1997
).17.
G.
Martínez-Criado
, C.
Miskys
, U.
Karrer
, O.
Ambacher
, and M.
Stutzmann
, Jpn. J. Appl. Phys.
43
, 3360
(2004
).18.
J. P.
Bergman
, T.
Lundström
, B.
Monemar
, H.
Amano
, and I.
Akasaki
, Appl. Phys. Lett.
69
, 3456
(1996
).19.
H.
Chen
, S.
Gu
, J.
Liu
, J.
Ye
, K.
Tang
, S.
Zhu
, and Y.
Zheng
, Appl. Phys. Lett.
99
, 211906
(2011
).20.
nextnano, Suedmaehrenstr. 21, 85586 Poing, Germany. The nextnano simulation software can be obtained from: http://www.wsi.tum.de/nextnano3 and http://www.nextnano.de.
21.
O.
Ambacher
, J.
Majewski
, C.
Miskys
, A.
Link
, M.
Hermann
, M.
Eickhoff
, M.
Stutzmann
, F.
Bernardini
, V.
Fiorentini
, V.
Tilak
, B.
Schaff
, and L. F.
Eastman
, J. Phys.: Condens. Matter
14
, 3399
(2002
).22.
E.
Sakalauskas
, H.
Behmenburg
, C.
Hums
, P.
Schley
, G.
Rossbach
, C.
Giesen
, M.
Heuken
, H.
Kalisch
, R. H.
Jansen
, J.
Bläsing
, A.
Dadgar
, A.
Krost
, and R.
Goldhahn
, J. Phys. D: Appl. Phys.
43
, 365102
(2010
).23.
P.
Schley
, R.
Goldhahn
, G.
Gobsch
, M.
Feneberg
, K.
Thonke
, X.
Wang
, and A.
Yoshikawa
, Phys. Status Solidi B
246
, 1177
(2009
).24.
M.
Feneberg
, R. A. R.
Leute
, B.
Neuschl
, K.
Thonke
, and M.
Bickermann
, Phys. Rev. B
82
, 075208
(2010
).25.
G.
Rossbach
, M.
Feneberg
, M.
Röppischer
, C.
Werner
, N.
Esser
, C.
Cobet
, T.
Meisch
, K.
Thonke
, A.
Dadgar
, J.
Bläsing
, A.
Krost
, and R.
Goldhahn
, Phys. Rev. B
83
, 195202
(2011
).26.
M. R.
Laskar
, T.
Ganguli
, A. A.
Rahman
, A.
Arora
, N.
Hatui
, M. R.
Gokhale
, S.
Ghosh
, and A.
Bhattacharya
, Appl. Phys. Lett.
98
, 181108
(2011
).27.
R.
Metzner
and B.
Garke
“Surface band-bending of InAlN/GaN heterostructures determined by x-ray photoelectron spectroscopy” (unpublished).28.
M.
Akazawa
, B.
Gao
, T.
Hashizume
, M.
Hiroki
, S.
Yamahata
, and N.
Shigekawa
, J. Appl. Phys.
109
, 013703
(2011
).© 2012 American Institute of Physics.
2012
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
