Previously, we found that N-polar (In,Ga)N/GaN quantum wells prepared on freestanding GaN substrates by plasma-assisted molecular beam epitaxy at conventional growth temperatures of about 650°C do not exhibit any detectable luminescence even at 10 K. In the present work, we investigate (In,Ga)N/GaN quantum wells grown on Ga- and N-polar GaN substrates at a constant temperature of 730°C. This exceptionally high temperature results in a vanishing In incorporation for the Ga-polar sample. In contrast, quantum wells with an In content of 20% and abrupt interfaces are formed on N-polar GaN. Moreover, these quantum wells exhibit a spatially uniform green luminescence band up to room temperature, but the intensity of this band is observed to strongly quench with temperature. Temperature-dependent photoluminescence transients show that this thermal quenching is related to a high density of nonradiative Shockley-Read-Hall centers with large capture coefficients for electrons and holes.

1.
M. H.
Wong
,
S.
Keller
,
S.
Dasgupta Nidhi
,
D. J.
Denninghoff
,
S.
Kolluri
,
D. F.
Brown
,
J.
Lu
,
N. A.
Fichtenbaum
,
E.
Ahmadi
,
U.
Singisetti
,
A.
Chini
,
S.
Rajan
,
S. P.
DenBaars
,
J. S.
Speck
, and
U. K.
Mishra
,
Semicond. Sci. Technol.
28
,
74009
(
2013
).
2.
F.
Akyol
,
D. N.
Nath
,
E.
Gür
,
P. S.
Park
, and
S.
Rajan
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
50
,
52101
(
2011
).
3.
S.-W.
Feng
,
P.-H.
Liao
,
B.
Leung
,
J.
Han
,
F.-W.
Yang
, and
H.-C.
Wang
,
J. Appl. Phys.
118
,
43104
(
2015
).
4.
K.
Dong
,
D.
Chen
,
B.
Liu
,
H.
Lu
,
P.
Chen
,
R.
Zhang
, and
Y.
Zheng
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
073507
(
2012
).
5.
S.-H.
Han
,
D.-Y.
Lee
,
J.-Y.
Lim
,
J. W.
Lee
,
D.-J.
Kim
,
Y. S.
Kim
,
S.-T.
Kim
, and
S.-J.
Park
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
51
,
100201
(
2012
).
6.
Z. Q.
Li
,
M.
Lestradet
,
G.
Xiao
, and
S.
Li
,
Phys. Status Solidi A
208
,
928
(
2011
).
7.
C.
Chèze
,
M.
Siekacz
,
G.
Muzioł
,
H.
Turski
,
S.
Grzanka
,
M.
Kryśko
,
W.
Jan
,
M.
Boćkowski
,
C.
Hauswald
,
J.
Lähnemann
,
O.
Brandt
,
M.
Albrecht
, and
C.
Skierbiszewski
,
J. Vac. Sci. Technol., B
31
,
03C130
(
2013
).
8.
S.
Fernández-Garrido
,
J.
Lähnemann
,
C.
Hauswald
,
M.
Korytov
,
M.
Albrecht
,
C.
Chèze
,
C.
Skierbiszewski
, and
O.
Brandt
,
Phys. Rev. Appl.
6
,
34017
(
2016
).
9.
J.
Song
,
S.-P.
Chang
,
C.
Zhang
,
T.-C.
Hsu
, and
J.
Han
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
7
,
273
(
2015
).
10.
D. N.
Nath
,
E.
Gür
,
S. A.
Ringel
, and
S.
Rajan
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
071903
(
2010
).
11.
A.
Yoshikawa
,
S. B.
Che
,
N.
Hashimoto
,
H.
Saito
,
Y.
Ishitani
, and
X. Q.
Wang
,
J. Vac. Sci. Technol., B
26
,
1551
(
2008
).
12.
G.
Koblmüller
,
C. S.
Gallinat
, and
J. S.
Speck
,
J. Appl. Phys.
101
,
083516
(
2007
).
13.
S.
Keller
,
N. A.
Fichtenbaum
,
M.
Furukawa
,
J. S.
Speck
,
S. P.
DenBaars
, and
U. K.
Mishra
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
191908
(
2007
).
14.
K.
Shojiki
,
T.
Tanikawa
,
J.-h.
Choi
,
S.
Kuboya
,
T.
Hanada
,
R.
Katayama
, and
T.
Matsuoka
,
Appl. Phys. Express
8
,
061005
(
2015
).
15.
C.
Skierbiszewski
,
Z.
Wasilewski
,
M.
Siekacz
,
A.
Feduniewicz
,
B.
Pastuszka
,
I.
Grzegory
,
M.
Leszczynski
, and
S.
Porowski
,
Phys. Status Solidi A
201
,
320
(
2004
).
16.
M.
Siekacz
,
M. L.
Szankowska
,
A.
Feduniewicz-Zmuda
,
J.
Smalc-Koziorowska
,
G.
Cywinski
,
S.
Grzanka
,
Z. R.
Wasilewski
,
I.
Grzegory
,
B.
Lucznik
,
S.
Porowski
, and
C.
Skierbiszewski
,
Phys. Status Solidi C
6
,
S917
(
2009
).
17.
T.
Schulz
,
A.
Duff
,
T.
Remmele
,
M.
Korytov
,
T.
Markurt
,
M.
Albrecht
,
L.
Lymperakis
,
J.
Neugebauer
,
C.
Chèze
, and
C.
Skierbiszewski
,
J. Appl. Phys.
115
,
33113
(
2014
).
18.
S.
Schulz
,
M. A.
Caro
,
C.
Coughlan
, and
E. P.
O'Reilly
,
Phys. Rev. B
91
,
035439
(
2015
).
19.
H.
Xu
,
X.
Hu
,
X.
Xu
,
Y.
Shen
,
S.
Qu
,
C.
Wang
, and
S.
Li
,
Appl. Surf. Sci.
258
,
6451
(
2012
).
20.
M. A.
Reshchikov
and
H.
Morkoç
,
J. Appl. Phys.
97
,
061301
(
2005
).
21.
D.
Bimberg
,
M.
Sondergeld
, and
E.
Grobe
,
Phys. Rev. B
4
,
3451
(
1971
).
22.
O.
Brandt
,
P.
Waltereit
,
S.
Dhar
,
U.
Jahn
,
Y. J.
Sun
,
A.
Trampert
,
K. H.
Ploog
,
M. A.
Tagliente
, and
L.
Tapfer
,
J. Vac. Sci. Technol., B
20
,
1626
(
2002
).
23.
F.
Feix
,
T.
Flissikowski
,
K. K.
Sabelfeld
,
V. M.
Kaganer
,
M.
Wölz
,
L.
Geelhaar
,
H. T.
Grahn
, and
O.
Brandt
,
Phys. Rev. Appl.
8
,
014032
(
2017
).
24.
P.
Waltereit
,
O.
Brandt
,
J.
Ringling
, and
K. H.
Ploog
,
Phys. Rev. B
64
,
245305
(
2001
).
25.
K. K.
Sabelfeld
,
O.
Brandt
, and
V. M.
Kaganer
,
J. Math. Chem.
53
,
651
(
2015
).
26.
M.
Auf der Maur
,
A.
Pecchia
,
G.
Penazzi
,
W.
Rodrigues
, and
A.
Di Carlo
,
Phys. Rev. Lett.
116
,
027401
(
2016
).
27.
S.
Keller
,
H.
Li
,
M.
Laurent
,
Y.
Hu
,
N.
Pfaff
,
J.
Lu
,
D. F.
Brown
,
N. A.
Fichtenbaum
,
J. S.
Speck
,
S. P.
DenBaars
, and
U. K.
Mishra
,
Semicond. Sci. Technol.
29
,
113001
(
2014
).
28.
C.
Lund
,
S.
Nakamura
,
S. P.
DenBaars
,
U. K.
Mishra
, and
S.
Keller
,
J. Cryst. Growth
464
,
127
(
2017
).
29.
C. E.
Dreyer
,
A.
Alkauskas
,
J. L.
Lyons
,
J. S.
Speck
, and
C. G.
Van de Walle
,
Appl. Phys. Lett.
108
,
141101
(
2016
).
30.
E. C.
Young
,
N.
Grandjean
,
T. E.
Mates
, and
J. S.
Speck
,
Appl. Phys. Lett.
109
,
212103
(
2016
).
31.
J. X.
Shen
,
D.
Wickramaratne
,
C. E.
Dreyer
,
A.
Alkauskas
,
E.
Young
,
J. S.
Speck
, and
C. G.
Van de Walle
,
Appl. Phys. Express
10
,
021001
(
2017
).
You do not currently have access to this content.