Phonon-plasmon-coupling in the ternary group-III-nitrides InGaN and AlGaN is investigated experimentally and theoretically. Based on the observation of broadening and shifting of the A1(LO) mode in AlGaN upon Si-doping, a lineshape analysis was performed to determine the carrier concentration. The results obtained by this method are in excellent agreement to those from Hall measurements, confirming the validity of the employed model. Finally, neglecting phonon and plasmon damping, the Raman shift of the A1(LO) mode in dependence of the carrier concentration for AlGaN and InGaN is calculated. This enables a fast and contactless determination of carrier concentrations in the future.

1.
H.
Hirayama
,
T.
Yatabe
,
N.
Noguchi
,
T.
Ohashi
, and
N.
Kamata
,
Appl. Phys. Lett.
91
(
7
),
071901
(
2007
).
2.
S.
Nakamura
,
T.
Mukai
, and
M.
Senoh
,
Appl. Phys. Lett.
64
(
13
),
1687
1689
(
1994
).
3.
M.
Kneissl
,
Z.
Yang
,
M.
Teepe
,
C.
Knollenberg
,
O.
Schmidt
,
P.
Kiesel
,
N. M.
Johnson
,
S.
Schujman
, and
L. J.
Schowalter
,
J. Appl. Phys.
101
(
12
),
123103
123105
(
2007
).
4.
J.
Zhang
,
H. P.
Zhao
, and
N.
Tansu
,
Appl. Phys. Lett.
98
(
17
),
171111
(
2011
).
5.
A.
Kaschner
,
U.
Haboeck
,
M.
Strassburg
,
M.
Strassburg
,
G.
Kaczmarczyk
,
A.
Hoffmann
,
C.
Thomsen
,
A.
Zeuner
,
H. R.
Alves
,
D. M.
Hofmann
, and
B. K.
Meyer
,
Appl. Phys. Lett.
80
(
11
),
1909
1911
(
2002
).
6.
N.
Dietz
,
M.
Alevli
,
R.
Atalay
,
G.
Durkaya
,
R.
Collazo
,
J.
Tweedie
,
S.
Mita
, and
Z.
Sitar
,
Appl. Phys. Lett.
92
(
4
),
041911
(
2008
).
7.
H.
Shen
,
F. H.
Pollak
, and
R. N.
Sacks
,
Appl. Phys. Lett.
47
(
8
),
891
893
(
1985
).
8.
R.
Kirste
,
R.
Collazo
,
G.
Callsen
,
M. R.
Wagner
,
T.
Kure
,
J. S.
Reparaz
,
S.
Mita
,
J.
Xie
,
A.
Rice
,
J.
Tweedie
,
Z.
Sitar
, and
A.
Hoffmann
,
J. Appl. Phys.
110
(
9
),
093503
(
2011
).
9.
P.
Perlin
,
J.
Camassel
,
W.
Knap
,
T.
Taliercio
,
J. C.
Chervin
,
T.
Suski
,
I.
Grzegory
, and
S.
Porowski
,
Appl. Phys. Lett.
67
(
17
),
2524
2526
(
1995
).
10.
G.
Irmer
,
V. V.
Toporov
,
B. H.
Bairamov
, and
J.
Monecke
,
Phys. Status Solidi B
119
(
2
),
595
603
(
1983
).
11.
R.
Cuscó
,
J.
Inánez
,
E.
Alarcón-Llardó
,
L.
Artus
,
T.
Yamaguchi
, and
Y.
Nanishi
,
Phys. Rev. B
79
(
15
),
155210
(
2009
).
12.
M.
Kuball
,
Surf. Interface Anal.
31
(
10
),
987
999
(
2001
).
13.
H.
Harima
,
H.
Sakashita
, and
S.
Nakashima
,
Mater. Sci. Forum
264–268
,
1363
1366
(
1998
).
14.
M.
Gómez-Gómez
,
A.
Cros
,
M.
Hermann
,
M.
Stutzmann
, and
M.
Eickhoff
,
Phys. Status Solidi A
206
(
6
),
1183
1186
(
2009
).
15.
R.
Cusco
,
N.
Domenech-Amador
,
L.
Artus
,
T.
Gotschke
,
K.
Jeganathan
,
T.
Stoica
, and
R.
Calarco
,
Appl. Phys. Lett.
97
(
22
),
221906
(
2010
).
16.
J. G.
Kim
,
A.
Kimura
,
Y.
Kamei
,
N.
Hasuike
,
H.
Harima
,
K.
Kisoda
,
Y.
Shimahara
,
H.
Miyake
, and
K.
Hiramatsu
,
Appl. Phys. Lett.
99
(
25
),
251904
(
2011
).
17.
G. M.
Prinz
,
M.
Feneberg
,
M.
Schirra
,
R.
Sauer
,
K.
Thonke
,
S. B.
Thapa
, and
F.
Scholz
,
Phys. Status Solidi (RRL)
2
(
5
),
215
217
(
2008
).
18.
I.-H.
Lee
,
I.-H.
Choi
,
C. R.
Lee
, and
S. K.
Noh
,
Appl. Phys. Lett.
71
(
10
),
1359
1361
(
1997
).
19.
P.
Cantu
,
F.
Wu
,
P.
Waltereit
,
S.
Keller
,
A. E.
Romanov
,
U. K.
Mishra
,
S. P.
DenBaars
, and
J. S.
Speck
,
Appl. Phys. Lett.
83
(
4
),
674
676
(
2003
).
20.
V. Y.
Davydov
,
I. N.
Goncharuk
,
A. N.
Smirnov
,
A. E.
Nikolaev
,
W. V.
Lundin
,
A. S.
Usikov
,
A. A.
Klochikhin
,
J.
Aderhold
,
J.
Graul
,
O.
Semchinova
, and
H.
Harima
,
Phys. Rev. B
65
(
12
),
125203
(
2002
).
21.
M.
Park
,
J. J.
Cuomo
,
B. J.
Rodriguez
,
W. C.
Yang
,
R. J.
Nemanich
, and
O.
Ambacher
,
J. Appl. Phys.
93
(
12
),
9542
9547
(
2003
).
22.
M.
Kazan
,
P.
Masri
, and
M.
Sumiya
,
J. Appl. Phys.
100
(
1
),
013508
(
2006
).
23.
O. K.
Kim
and
W. G.
Spitzer
,
Phys. Rev. B
20
(
8
),
3258
(
1979
).
24.
B. E.
Foutz
,
S. K.
O’Leary
,
M. S.
Shur
, and
L. F.
Eastman
,
J. Appl. Phys.
85
(
11
),
7727
7734
(
1999
).
25.
K.
Takeuchi
,
S.
Adachi
, and
K.
Ohtsuka
,
J. Appl. Phys.
107
(
2
),
023306
(
2010
).
26.
G.
Kaczmarczyk
,
A.
Kaschner
,
S.
Reich
,
A.
Hoffmann
,
C.
Thomsen
,
D. J.
As
,
A. P.
Lima
,
D.
Schikora
,
K.
Lischka
,
R.
Averbeck
, and
H.
Riechert
,
Appl. Phys. Lett.
76
(
15
),
2122
2124
(
2000
).
You do not currently have access to this content.