Two series of N- and Ga-face GaN Van Hoof structures were grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy to study the surface potential barrier by contactless electroreflectance (CER). A clear CER resonance followed by strong Franz-Keldysh oscillation of period varying with the thickness of undoped GaN layer was observed for these structures. This period was much shorter for N-polar structures that means smaller surface potential barrier in these structures than in Ga-polar structures. From the analysis of built-in electric field it was determined that the Fermi-level is located 0.27 ± 0.05 and 0.60 ± 0.05 eV below the conduction band for N- and Ga-face GaN surface, respectively.
REFERENCES
1.
F.
Bernardini
and V.
Fiorentini
, Phys. Rev. B
64
, 085207
(2001
).2.
O.
Ambacher
, J. A.
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
).3.
N.
Grandjean
, J.
Massies
, and M.
Leroux
, Appl. Phys. Lett.
74
, 2361
(1999
).4.
R.
Langer
, J.
Simon
, V.
Ortiz
, N. T.
Pelekanos
, A.
Barski
, R.
André
, and M.
Godlewski
, Appl. Phys. Lett.
74
, 3827
(1999
).5.
N.
Grandjean
, B.
Damilano
, S.
Dalmasso
, M.
Leroux
, M.
Laügt
, and J.
Massies
J. Appl. Phys.
86
, 3714
(1999
).6.
G.
Franssen
, T.
Suski
, M.
Kryko
, A.
Khachapuridze
, R.
Kudrawiec
, J.
Misiewicz
, A.
Kamińska
, E.
Feltin
, and N.
Grandjean
, Appl. Phys. Lett.
92
, 201901
(2008
).7.
R.
Kudrawiec
, M.
Gladysiewicz
, A.
Dussaigne
, H.
Teisseyre
, M.
Bockowski
, I.
Grzegory
, T.
Suski
, J.
Misiewicz
, and N.
Grandjean
, J. Appl. Phys.
109
, 026103
(2011
).8.
R.
Kudrawiec
, M.
Rudzinski
, M.
Gladysiewicz
, L.
Janicki
, P. R.
Hageman
, W.
Strupinski
, J.
Misiewicz
, R.
Kucharski
, M.
Zajac
, R.
Doradzinski
, and R.
Dwilinski
, J. Appl. Phys.
109
, 063528
(2011
).9.
B.
Jogai
, J. Appl. Phys.
91
, 3721
(2002
).10.
M.
Gladysiewicz
, R.
Kudrawiec
, J.
Misiewicz
, G.
Cywinski
, M.
Siekacz
, P.
Wolny
, and C.
Skierbiszewski
, Appl. Phys. Lett.
98
, 231902
(2011
).11.
R.
Kudrawiec
, H. B.
Yuen
, S. R.
Bank
, H. P.
Bae
, M. A.
Wistey
, J. S.
Harris
, M.
Motyka
, and J.
Misiewicz
, J. Appl. Phys.
102
, 113501
(2007
).12.
R.
Kudrawiec
, E.
Tschumak
, J.
Misiewicz
, and D. J.
As
, Appl. Phys. Lett.
96
, 241904
(2010
).13.
R.
Kudrawiec
, H. P.
Nair
, M.
Latkowska
, J.
Misiewicz
, S. R.
Bank
, and W.
Walukiewicz
, J. Appl. Phys.
112
, 123513
(2012
).14.
R.
Kudrawiec
, M.
Gladysiewicz
, L.
Janicki
, J.
Misiewicz
, G.
Cywinski
, C.
Cheze
, P.
Wolny
, P.
Prystawko
, and C.
Skierbiszewski
, Appl. Phys. Lett.
100
, 181603
(2012
).15.
C.
Van Hoof
, K.
Deneffe
, J.
De Boeck
, D. J.
Arent
, and G.
Borghs
, Appl. Phys. Lett.
54
, 608
(1989
).16.
I.
Grzegory
and S.
Porowski
, Thin Solid Films
367
, 281
(2000
).17.
H. M.
Ng
and A. Y.
Cho
, J. Vac. Sci. Technol. B
20
(3
), 1217
(2002
).18.
C.
Cheze
, M.
Siekacz
, G.
Muziol
, H.
Turski
, S.
Grzanka
, M.
Krysko
, J. L.
Weyher
, M.
Bockowski
, C.
Hauswald
, J.
Lahnemann
, O.
Brandt
, M.
Albrecht
, and C.
Skierbiszewski
, J. Vac. Sci. Technol. B
31
(3
), 03C130
(2013
).19.
R.
Kudrawiec
, Phys. Status Solidi B
247
, 1616
(2010
).20.
D. E.
Aspnes
and A. A.
Studna
, Phys. Rev. B
7
, 4605
(1973
).21.
I.
Vurgaftman
and J. R.
Meyer
, J. Appl. Phys.
94
, 3675
(2003
).22.
D.
Segev
and Ch. G.
Van de Walle
, Europhys. Lett.
76
, 305
(2006
).23.
D.
Segev
and Ch. G.
Van de Walle
, J. Cryst. Growth
300
, 199
(2007
).24.
T.
Hashizume
, S.
Ootomo
, S.
Oyama
, M.
Konishi
, and H.
Hasegava
, J. Vac. Sci. Technol. B
19
(4
), 1675
(2001
).25.
M.
Kocan
, A.
Rizzi
, H.
Luth
, S.
Keller
, and U. K.
Mishra
, Phys. Status Solidi B
234
, 773
(2002
).26.
R.
Gutt
, P.
Lorenz
, K.
Tonisch
, M.
Himmerlich
, J. A.
Schaefer
, and S.
Krischok
, Phys. Status Solidi (RRL)
2
, 212
(2008
).27.
C.
Buchheim
, A. T.
Winzer
, R.
Goldhahn
, G.
Gobsch
, O.
Ambacher
, A.
Link
, M.
Eickhoff
, and M.
Stutzmann
, Thin Solid Films
450
, 155
(2004
).28.
P.
Lorenz
, T.
Haensel
, R.
Gutt
, R. J.
Koch
, J. A.
Schaefer
, and S.
Krischok
, Phys. Status Solidi B
247
, 1658
(2010
).29.
W.
Krystek
, F. H.
Pollak
, Z. C.
Feng
, M.
Schurman
, and A.
Stall
, Appl. Phys. Lett.
72
, 1353
(1998
).© 2013 AIP Publishing LLC.
2013
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.