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 () 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.
REFERENCES
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
).© 2014 AIP Publishing LLC.
2014
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.