Multiphonon resonant Raman scattering in non-polar a-plane GaN epitaxial layers grown on sapphire substrate were investigated. We report longitudinal optical phonon overtones up to seventh order in a-plane GaN epilayer, which has rarely been observed earlier in GaN. However, for high quality polar c-plane GaN epilayer and semi-polar r-plane GaN epilayer, resonant Raman spectra were not very prominent. Strong multiphonon resonant Raman scattering process is explained by exciton-mediated multiphonon Raman scattering and defect-induced Fröhlich interaction.
References
1.
M.
Su
, C.
Chen
, and S.
Rajan
, Semicond. Sci. Technol.
28
, 074012
(2013
).2.
S.
Nakamura
, M.
Senoh
, S.
Nagahama
, N.
Iwasa
, T.
Yamada
, T.
Matsushida
, Y.
Sugimoto
, and H.
Kiyogu
, Appl. Phys. Lett.
70
, 1417
(1997
).3.
S.
Strite
and H.
Morko
, J. Vac. Sci. Technol., B
10
, 1237
(1992
).4.
F.
Bernardini
, V.
Fiorentini
, and D.
Vanderbilt
, Phys. Rev. B
56
, R10024
(1997
).5.
D. N.
Zakharov
, Z. L.
Weber
, B.
Wagner
, Z. J.
Reitmeier
, E. A.
Preble
, and R. F.
Davis
, Phys. Rev. B
71
, 235334
(2005
).6.
M. D.
Craven
, S. H.
Lim
, F.
Wu
, J. S.
Speck
, and S. P.
DenBaars
, Appl. Phys. Lett.
81
, 469
(2002
).7.
D. G.
Zhao
, S. J.
Xu
, M. H.
Xie
, S. Y.
Tong
, and H.
Yang
, Appl. Phys. Lett.
83
, 677
(2003
).8.
H. J.
Park
, C.
Park
, S.
Yeo
, S. W.
Kang
, M.
Mastro
, O.
Kryliouk
, and T. J.
Anderson
, Phys. Stat. Sol. (c)
2
, 2446
(2005
).9.
V.
Darakchieva
, T.
Paskova
, M.
Schubert
, H.
Arwin
, P. P.
Paskov
, B.
Monemar
, D.
Hommel
, M.
Heuken
, J.
Off
, F.
Scholz
, B. A.
Haskell
, P. T.
Fini
, J. S.
Speck
, and S.
Nakamura
, Phys. Rev. B
75
, 195217
(2007
).10.
D.
Behr
, J.
Wagner
, J.
Schneider
, H.
Amano
, and I.
Akasaki
, Appl. Phys. Lett.
68
, 2404
(1996
).11.
V.
Laneuville
, F.
Demangeot
, R.
Péchou
, P.
Salles
, A.
Ponchet
, G.
Jacopin
, L.
Rigutti
, A. de Luna
Bugallo
, M.
Tchernycheva
, F. H.
Julien
, K.
March
, L. F.
Zagonel
, and R.
Songmuang
, Phys. Rev. B
83
, 115417
(2011
).12.
W. H.
Sun
, S. J.
Chua
, L. S.
Wang
, and X. H.
Zhang
, J. Appl. Phys.
91
, 4917
(2002
).13.
J. F.
Scott
, R. C. C.
Lenz
, and T. C.
Damen
, Phys. Rev.
188
, 1285
(1969
).14.
Z. H.
Wu
, A. M.
Fischer
, F. A.
Ponce
, B.
Bastek
, J.
Christen
, T.
Wernicke
, M.
Weyers
, and M.
Kneissl
, Appl. Phys. Lett.
92
, 171904
(2008
).15.
W.
Neumann
, A.
Mogilatenko
, T.
Wernicke
, E.
Richter
, M.
Weyers
, and M.
Kneissl
, J. Microsc.
237
, 308
(2010
).16.
C. A.
Arguello
, D. L.
Rousseau
, and S. P. S.
Porto
, Phys. Rev.
181
, 1351
(1969
).17.
I.
Gorczyca
, N. E.
Christensen
, E. L. Peltzer y
Blanca
, and C. O.
Rodriguez
, Phys. Rev. B
51
, 11936
(1995
).18.
A.
Hushur
, M. H.
Manghnani
, and J.
Narayan
, J. Appl. Phys.
106
, 054317
(2009
).19.
R.
Loudon
, Adv. Phys.
13
, 423
(1964
).20.
G.
Wei
, J.
Zi
, K.
Zhang
, and X.
Xie
, J. Appl. Phys.
82
, 4693
(1997
).21.
F.
Demangeot
, J.
Frandon
, M. A.
Renucci
, O.
Briot
, B.
Gilb
, and R. L.
Aulombard
, Solid State Commun.
100
, 207
(1996
).22.
G. P.
Dimitrakopulos
, J. Phys.: Conf. Ser.
281
, 012012
(2011
).23.
P.
Perlin
, J.
Camasssel
, W.
Knap
, T.
Taliercio
, J. C.
Chervin
, T.
Suski
, I.
Grzegory
, and S.
Porowski
, Appl. Phys. Lett.
67
, 2524
(1995
).24.
J. Q.
Ninga
, S. J.
Xua
, P. W.
Wang
, Y. P.
Song
, D. P.
Yu
, Y. Y.
Shan
, S. T.
Lee
, and H.
Yang
, Mater. Charact.
73
, 153
(2012
).25.
Z. H.
Lan
, C. H.
Liang
, C. W.
Hsu
, C. T.
Wu
, H. M.
Lin
, S.
Dhara
, K. H.
Chen
, L. C.
Chen
, and C. C.
Chen
, Adv. Funct. Mater.
14
, 233
(2004
).26.
J. A.
Freitas
, L. B.
Rowland
, J.
Kim
, and M.
Fatemi
, Appl. Phys. Lett.
90
, 091910
(2007
).27.
R. M.
Martin
and C. M.
Varma
, Phys. Rev. Lett.
26
, 1241
(1971
).28.
W. H.
Sun
, S. T.
Wang
, J. C.
Zhang
, K. M.
Chen
, G. G.
Qin
, Y. Z.
Tong
, Z. J.
Yang
, G. Y.
Zhang
, Y. M.
Pu
, Q. L.
Zhang
, J.
Li
, J. Y.
Lin
, and H. X.
Jiang
, J. Appl. Phys.
88
, 5662
(2000
).29.
D.
Behr
, R.
Niebuhr
, J.
Wagner
, K.-H.
Bachem
, and U.
Kaufman
, Appl. Phys. Lett.
70
, 363
(1997
).30.
H.
Siegle
, G.
Kaczmarczyk
, L.
Filippidis
, A. P.
Litvinchuk
, A.
Hoffmann
, and C.
Thomsen
, Phys. Rev. B
55
, 7000
(1997
).31.
P. Y.
Yu
and M.
Cardona
, Fundamentals of Semiconductors: Physics and Materials Properties
(Springer
, Berlin
, 1996
).32.
C.
Kranert
, R. S.
Grund
, and M.
Grundmann
, New J. Phys.
15
, 113048
(2013
).33.
M.
Brewster
, O.
Schimek
, S.
Reich
, and S.
Gradečak
, Phys. Rev. B
80
, 201314(R)
(2009
).© 2014 AIP Publishing LLC.
2014
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.