The internal quantum efficiency (IQE) of Al0.55Ga0.45N/AlN and Al0.55Ga0.45N/Al0.85Ga0.15N UVC MQW structures was analyzed. The use of bulk AlN substrates enabled us to undoubtedly distinguish the effect of growth conditions, such as V/III ratio, on the optical quality of AlGaN based MQWs from the influence of dislocations. At a high V/III ratio, a record high IQE of ∼80% at a carrier density of 1018 cm−3 was achieved at ∼258 nm. The high IQE was correlated with the decrease of the non-radiative coefficient and a reduction of midgap defect luminescence, all suggesting that, in addition to dislocations, point defects are another major factor that strongly influences optical quality of AlGaN MQW structures.
References
1.
Y.
Taniyasu
, M.
Kasu
, and T.
Makimoto
, Nature
441
, 325
(2006
).2.
A.
Khan
, K.
Balakrishnan
, and T.
Katona
, Nat. Photonics
2
, 77
(2008
).3.
T.
Kinoshita
, K.
Hironaka
, T.
Obata
, T.
Nagashima
, R.
Dalmau
, R.
Schlesser
, B.
Moody
, J. Q.
Xie
, S.
Inoue
, Y.
Kumagai
, A.
Koukitu
, and Z.
Sitar
, Appl. Phys. Express
5
, 122101
(2012
).4.
T.
Kinoshita
, T.
Obata
, T.
Nagashima
, H.
Yanagi
, B.
Moody
, S.
Mita
, S.
Inoue
, Y.
Kumagai
, A.
Koukitu
, and Z.
Sitar
, Appl. Phys. Express
6
, 092103
(2013
).5.
T.
Oto
, R. G.
Banal
, K.
Kataoka
, M.
Funato
, and Y.
Kawakami
, Nat. Photonics
4
, 767
(2010
).6.
S.
Nakamura
, S.
Pearton
, and G.
Fasol
, The Blue Laser Diode: The Complete Story
(Springer Science and Business Media
, 2000
).7.
T.
Takano
, Y.
Narita
, A.
Horiuchi
, and H.
Kawanishi
, Appl. Phys. Lett.
84
, 3567
(2004
).8.
T.
Wunderer
, C. L.
Chua
, Z. H.
Yang
, J. E.
Northrup
, N. M.
Johnson
, G. A.
Garrett
, H. G.
Shen
, and M.
Wraback
, Appl. Phys. Express
4
, 092101
(2011
).9.
J.
Xie
, S.
Mita
, Z.
Bryan
, W.
Guo
, L.
Hussey
, B.
Moody
, R.
Schlesser
, R.
Kirste
, M.
Gerhold
, and R.
Collazo
, Appl. Phys. Lett.
102
, 171102
(2013
).10.
W.
Guo
, Z.
Bryan
, J.
Xie
, R.
Kirste
, S.
Mita
, I.
Bryan
, L.
Hussey
, M.
Bobea
, B.
Haidet
, and M.
Gerhold
, J. Appl. Physics
115
, 103108
(2014
).11.
H.
Yoshida
, Y.
Yamashita
, M.
Kuwabara
, and H.
Kan
, Appl. Phys. Lett.
93
, 241106
(2008
).12.
I.
Bryan
, Z.
Bryan
, M.
Bobea
, L.
Hussey
, R.
Kirste
, R.
Collazo
, and Z.
Sitar
, J. Appl. Phys.
116
, 133517
(2014
).13.
K.
Ban
, J.
Yamamoto
, K.
Takeda
, K.
Ide
, M.
Iwaya
, T.
Takeuchi
, S.
Kamiyama
, I.
Akasaki
, and H.
Amano
, Appl. Phys. Express
4
, 052101
(2011
).14.
C.
Hwang
, Phys. Rev. B
6
, 1355
(1972
).15.
P.
Petroff
and R. L.
Hartman
, Appl. Phys. Lett.
23
, 469
(1973
).16.
T.
Suzuki
and Y.
Matsumoto
, Appl. Phys. Lett.
26
, 431
(1975
).17.
H.
Murotani
, D.
Akase
, K.
Anai
, Y.
Yamada
, H.
Miyake
, and K.
Hiramatsu
, Appl. Phys. Lett.
101
, 042110
(2012
).18.
Y.
Matsubara
, T.
Yamada
, K.
Takeda
, M.
Iwaya
, T.
Takeuchi
, S.
Kamiyama
, I.
Akasaki
, and H.
Amano
, Phys. Status Solidi C
10
, 1537
(2013
).19.
D.
Ehrentraut
and Z.
Sitar
, MRS Bull.
34
, 259
(2009
).20.
R.
Dalmau
, B.
Moody
, R.
Schlesser
, S.
Mita
, J.
Xie
, M.
Feneberg
, B.
Neuschl
, K.
Thonke
, R.
Collazo
, A.
Rice
, J.
Tweedie
, and Z.
Sitar
, J. Electrochem. Soc.
158
, H530
(2011
).21.
D.
Zhuang
, Z.
Herro
, R.
Schlesser
, and Z.
Sitar
, J. Cryst. Growth
287
, 372
(2006
).22.
A.
Uedono
, K.
Tenjinbayashi
, T.
Tsutsui
, Y.
Shimahara
, H.
Miyake
, K.
Hiramatsu
, N.
Oshima
, R.
Suzuki
, and S.
Ishibashi
, J. Appl. Phys.
111
, 013512
(2012
).23.
S.
Kurai
, K.
Anai
, H.
Miyake
, K.
Hiramatsu
, and Y.
Yamada
, J. Appl. Phys.
116
, 235703
(2014
).24.
S.
Mita
, R.
Collazo
, A.
Rice
, R. F.
Dalmau
, and Z.
Sitar
, J. Appl. Phys.
104
, 013521
(2008
).25.
S.
Yoshida
, J. Appl. Phys.
81
, 7966
(1997
).26.
A.
Rice
, R.
Collazo
, J.
Tweedie
, R.
Dalmau
, S.
Mita
, J.
Xie
, and Z.
Sitar
, J. Appl. Phys.
108
, 043510
(2010
).27.
I.
Bryan
, C. R.
Akouala
, J.
Tweedie
, Z.
Bryan
, A.
Rice
, R.
Kirste
, R.
Collazo
, and Z.
Sitar
, Phys. Status Solidi C
11
, 454
(2014
).28.
I.
Bryan
, A.
Rice
, L.
Hussey
, Z.
Bryan
, M.
Bobea
, S.
Mita
, J.
Xie
, R.
Kirste
, R.
Collazo
, and Z.
Sitar
, Appl. Phys. Lett.
102
, 061602
(2013
).29.
Q.
Dai
, M. F.
Schubert
, M. H.
Kim
, J. K.
Kim
, E. F.
Schubert
, D. D.
Koleske
, M. H.
Crawford
, S. R.
Lee
, A. J.
Fischer
, G.
Thaler
, and M. A.
Banas
, Appl. Phys. Lett.
94
, 111109
(2009
).30.
K.
Takeda
, F.
Mori
, Y.
Ogiso
, T.
Ichikawa
, K.
Nonaka
, M.
Iwaya
, S.
Kamiyama
, H.
Amano
, and I.
Akasaki
, Phys. Status Solidi C
7
, 1916
(2010
).31.
J. F.
Muth
, J. H.
Lee
, I. K.
Shmagin
, R. M.
Kolbas
, H. C.
Casey
, B. P.
Keller
, U. K.
Mishra
, and S. P.
DenBaars
, Appl. Phys. Lett.
71
, 2572
(1997
).32.
J. S.
Im
, A.
Moritz
, F.
Steuber
, V.
Harle
, F.
Scholz
, and A.
Hangleiter
, Appl. Phys. Lett.
70
, 631
(1997
).33.
K. B.
Nam
, M. L.
Nakarmi
, J. Y.
Lin
, and H. X.
Jiang
, Appl. Phys. Lett.
86
, 222108
(2005
).© 2015 AIP Publishing LLC.
2015
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.