We present a theoretical study of the polarization engineering in semi-polar III-nitrides heterostructures. As a case study, we investigate the influence of GaN, AlGaN, and AlInN barrier material on the performance of semi-polar (112¯2) InGaN-based quantum wells (QWs) for blue (450 nm) and yellow (560 nm) emission. We show that the magnitude of the total built-in electric field across the QW can be controlled by the barrier material. Our results indicate that AlInN is a promising candidate to achieve (i) reduced wavelength shifts with increasing currents and (ii) strongly increased electron-hole wave function overlap, important for reduced optical recombination times.

1.
S.
Nakamura
,
MRS Bull.
34
,
101
(
2009
).
2.
T.
Takeuchi
,
C.
Wetzel
,
S.
Yamaguchi
,
H.
Sakai
,
H.
Amano
,
I.
Akasaki
,
Y.
Kaneko
,
S.
Nakagawa
,
Y.
Yamaoka
, and
N.
Yamada
,
Appl. Phys. Lett.
73
,
1691
(
1998
).
3.
T.
Wunderer
,
P.
Brückner
,
B.
Neubert
,
F.
Scholz
,
M.
Feneberg
,
F.
Lipski
,
M.
Schirra
, and
K.
Thonke
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
041121
(
2006
).
4.
J.-H.
Ryou
,
W.
Lee
,
J.
Limb
,
D.
Yoo
,
J. P.
Liu
,
R. D.
Dupuis
,
Z. H.
Wu
,
A. M.
Fischer
, and
F. A.
Ponce
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
101113
(
2008
).
5.
T.
Detchprohm
,
M.
Zhu
,
S.
You
,
L.
Zhao
,
W.
Hou
,
Ch.
Stark
, and
Ch.
Wetzel
,
Proc. SPIE
7954
,
79540N
1
(
2011
).
6.
Y.-R.
Wu
,
Y.-Y.
Lin
,
H.-H.
Huang
, and
J.
Singh
,
J. Appl. Phys.
105
,
013117
(
2009
).
7.
S.
Schulz
and
E. P.
O'Reilly
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
223106
(
2011
).
8.
M. H.
Kim
,
M. F.
Schubert
,
Q.
Dai
,
J. K.
Kim
,
E. F.
Schubert
,
J.
Piprek
, and
Y.
Park
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
183507
(
2007
).
9.
M. A.
Caro
,
S.
Schulz
,
S. B.
Healy
, and
E. P.
O'Reilly
,
J. Appl. Phys.
109
,
084110
(
2011
).
10.
F.
Scholz
,
Semicond. Sci. Technol.
27
,
024002
(
2012
).
11.
H.
Masui
,
S.
Nakamura
,
S. P.
DenBaars
, and
U. K.
Mishra
,
IEEE Trans. Electron Devices
57
,
88
(
2010
).
12.
Y.
Zhao
,
S.
Tanaka
,
C.-C.
Pan
,
K.
Fujito
,
D.
Feezell
,
J. S.
Speck
,
S. P.
DenBaars
, and
S.
Nakamura
,
Appl. Phys. Express
4
,
082104
(
2011
).
13.
C. C.
Pan
,
S.
Tanaka
,
F.
Wu
,
Y.
Zhao
,
J. S.
Speck
,
S.
Nakamura
,
S. P.
DenBaars
, and
D.
Feezell
,
Appl. Phys. Express
5
,
062103
(
2012
).
14.
Y.
Zhao
,
Q.
Yan
,
C. Y.
Huang
,
S. C.
Huang
,
P. S.
Hsu
,
S.
Tanaka
,
C. C.
Pan
,
Y.
Kawaguchi
,
K.
Fujito
,
C. G.
Van de Walle
,
J. S.
Speck
,
S. P.
DenBaars
,
S.
Nakamura
, and
D.
Feezell
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
201108
(
2012
).
15.
Y.
Zhao
,
S. H.
Oh
,
F.
Wu
,
Y.
Kawaguchi
,
S.
Tanaka
,
K.
Fujito
,
J. S.
Speck
,
S. P.
DenBaars
, and
S.
Nakamura
,
Appl. Phys. Express
6
,
062102
(
2013
).
16.
A.
Strittmatter
,
J. E.
Northrup
,
N. M.
Johnson
,
M. V.
Kisin
,
P.
Spiberg
,
H.
El-Ghoroury
,
A.
Usikov
, and
A.
Syrkin
,
Phys. Status Solidi B
248
,
561
(
2011
).
17.
V. F.
Mymrin
,
K. A.
Bulashevich
,
N. I.
Podolskaya
,
I. A.
Zhmakin
,
S. Yu.
Karpov
, and
Yu. N.
Makarov
,
Phys. Status Solidi C
2
,
2928
(
2005
).
18.
P. G.
Moses
,
M.
Miao
,
Q.
Yan
, and
C. G.
Van de Walle
,
J. Chem. Phys.
134
,
084703
(
2011
).
19.
M. A.
Caro
,
S.
Schulz
, and
E. P.
O'Reilly
,
Phys. Rev. B
88
,
214103
(
2013
).
20.
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
).
21.
S.
Schulz
,
M. A.
Caro
,
L.-T.
Tan
,
P. J.
Parbrook
,
R. W.
Martin
, and
E. P.
O'Reilly
,
Appl. Phys. Express
6
,
121001
(
2013
).
22.
A. E.
Romanov
,
T. J.
Baker
,
S.
Nakamura
, and
J. S.
Speck
,
J. Appl. Phys.
100
,
023522
(
2006
).
23.
G.
Verzellesi
,
D.
Saguatti
,
M.
Meneghini
,
F.
Bertazzi
,
M.
Goano
,
G.
Meneghesso
, and
E.
Zanoni
,
J. Appl. Phys.
114
,
071101
(
2013
).
24.
Y. C.
Shen
,
G. O.
Mueller
,
S.
Watanabe
,
N. F.
Gardner
,
A.
Munkholm
, and
M. R.
Krames
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
141101
(
2007
).
You do not currently have access to this content.