The pump and probe technique in Raman spectroscopy of the E2 (high) mode is exploited to uncover the enhancing factor of the phonon transport across Ga1−xInxN/GaN interfaces. Two samples are investigated: one with a uniform x of 0.09 and another one with a graded variation in x from 0.17 to 0 along the depth direction. Lateral phonon transport is obtained by scanning the 532-nm probing laser from the irradiation position of the 325-nm heating laser. No difference in the lateral diffusion length is observed between the two samples, while the transport probability across the interface is higher for the sample with the graded variation in x than the sample with the uniform x of 0.09. The microscopic images of the decrease in the mode energy or the increase in temperature of the GaN layer reveal that the local phonon transport across the heterointerface is enhanced in regions with low differences in the phonon mode energy between the GaN and GaInN rather than the difference in crystal quality.
REFERENCES
1.
I.
Jabbari
,
M.
Baira
,
H.
Maaref
, and
R.
Mghaieth
, Physica E
104
, 216
(2018
).2.
S.
Saadaoui
,
O.
Fathallah
,
F.
Albouchi
,
M. M. B.
Salem
,
C.
Gaquière
, and
H.
Maaref
, J. Phys. Chem. Solids
132
, 157
(2019
).3.
M. S.
Ferdous
,
X.
Wang
,
M. N.
Fairchild
, and
S. D.
Hersee
, Appl. Phys. Lett.
91
, 231107
(2007
).4.
Y.
Kawakami
,
K.
Omae
,
A.
Kaneta
,
K.
Okawmoto
,
T.
Izumi
,
S.
Saijou
,
K.
Inoue
,
Y.
Narukawa
,
T.
Mukai
, and
S.
Fujita
, Phys. Status Solidi A
183
, 41
(2001
).5.
Y.
Shinozuka
, Electron-Lattice Interactions in Semiconductors
(
Jenny Stanford Publishing Pte
,
Singapore
, 2021
).6.
S. F.
Chichibu
,
T.
Onuma
,
T.
Hashimoto
,
K.
Fujito
,
F.
Wu
,
J. S.
Speck
, and
S.
Nakamura
, Appl. Phys. Lett.
91
, 251911
(2007
).7.
K.
Okamoto
,
A.
Scherer
, and
Y.
Kawakami
, Appl. Phys. Lett.
87
, 161104
(2005
).8.
Y.
Ishitani
,
K.
Oki
, and
H.
Miyake
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
58
, SCCB34
(2019
).9.
B. A.
Danilchenko
,
T.
Paszkiewicz
,
S.
Wolski
,
A.
Jeżowski
, and
T.
Plackowski
, Appl. Phys. Lett.
89
, 061901
(2006
).10.
T. E.
Beechem
,
A. E.
McDonald
,
E. J.
Fuller
,
A. A.
Talin
,
C. M.
Rost
,
J.-P.
Maria
,
J. T.
Gaskins
,
P. E.
Hopkins
, and
A. A.
Allerman
, J. Appl. Phys.
120
, 095104
(2016
).11.
T.-K.
Hsiao
,
H.-K.
Chang
,
S.-C.
Liou
,
M.-W.
Chu
,
S.-C.
Lee
, and
C.-W.
Chang
, Nature Nanotechnol.
8
, 534
(2013
).12.
R.
Anufriev
,
A.
Ramiere
,
J.
Maire
, and
M.
Nomura
, Nat. Commun.
8
, 15505
(2017
).13.
A.
Alkurdi
,
S.
Pailhès
, and
S.
Merabia
, Appl. Phys. Lett.
111
, 093101
(2017
).14.
D.
Singh
,
J. Y.
Murthy
, and
T. S.
Fisher
, InterPACK2009-89208 (2010
), p. 575
.15.
M.
Kazan
, J. Heat Transfer
133
, 112401
(2011
).16.
P. P.
Paskov
,
M.
Slomski
,
J. H.
Leach
,
J. F.
Muth
, and
T.
Paskova
, AIP Adv.
7
, 095302
(2017
).17.
R.
Aghababaei
,
G.
Anciaux
, and
J.-F.
Molinari
, Appl. Phys. Lett.
105
, 194102
(2014
).18.
Z.
Su
,
L.
Huang
,
F.
Liu
,
J. P.
Freedman
,
L. M.
Porter
,
R. F.
Davis
, and
J. A.
Malen
, Appl. Phys. Lett.
100
, 201106
(2012
).19.
K.
Park
and
C.
Bayram
, J. Appl. Phys.
126
, 185103
(2019
).20.
J.
Ma
,
X.
Wang
,
B.
Huang
, and
X.
Luo
, J. Appl. Phys.
114
, 074311
(2013
).21.
Y.
Ishitani
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
53
, 100204
(2014
).22.
K.
Ohkawa
,
F.
Ichinohe
,
T.
Watanabe
,
K.
Nakamura
, and
D.
Iida
, J. Cryst. Growth
512
, 69
(2019
).23.
K.
Ohkawa
,
Y.
Uetake
,
M.
Velazquez-Rizo
, and
D.
Iida
, Nano Energy
59
, 569
(2019
).24.
Y.
Ishitani
,
M.
Fujiwara
,
T.
Shinada
,
X.
Wang
,
S.-B.
Che
, and
A.
Yoshikawa
, Phys. Satus Solidi C
4
, 2428
(2007
).25.
J.
Wu
,
W.
Walukiewicz
,
K. M.
Yu
,
J. W.
Ager
III
,
S. X.
Li
,
E. E.
Haller
,
H.
Lu
, and
W. J.
Schaff
, Solid State Commun.
127
, 411
(2003
).26.
Y.
Zhao
,
H.
Wanga
,
X.
Gong
,
Q.
Li
,
G.
Wu
,
W.
Li
,
X.
Li
, and
G.
Du
, J. Lumin.
186
, 243
(2017
).27.
K.
Kumakura
,
T.
Makimoto
,
N.
Kobayashi
,
T.
Hashizume
,
T.
Fukui
, and
H.
Hasegawa
, J. Cryst. Growth
298
, 787
(2007
).28.
A.
Vertikov
,
I.
Ozden
, and
A. V.
Nurmikko
, J. Appl. Phys.
86
, 4697
(1999
).29.
T.
Nakayama
,
K.
Ito
,
D.
Iida
,
M. A.
Najmi
,
K.
Ohkawa
, and
Y.
Ishitani
, Mater. Sci. Semicond. Process.
150
, 106905
(2022
).30.
S.
Okamoto
,
N.
Saito
,
K.
Ito
,
B.
Ma
,
K.
Morita
,
D.
Iida
,
K.
Ohkawa
, and
Y.
Ishitani
, Appl. Phys. Lett.
116
, 142107
(2020
).31.
P.
Jiang
,
X.
Qian
, and
R.
Yang
, J. Appl. Phys.
124
, 161103
(2018
).32.
A. F.
Zalewska
,
Z.
Litwicki
,
T.
Suski
, and
A.
Jeźowski
, Solid State Sci.
101
, 106105
(2020
).33.
Y.
Ishitani
,
X.-Q.
Wang
,
S.-B.
Che
, and
A.
Yoshikawa
, J. Appl. Phys.
103
, 053515
(2008
).34.
M.
Kuball
, IEEE Trans. Device Mater. Reliab.
16
, 667
(2016
).35.
S. R.
Lee
,
A. M.
West
,
A. A.
Allerman
,
K. E.
Waldrip
,
D. M.
Follstaedt
,
P. P.
Provencio
,
D. D.
Koleske
, and
C. R.
Abernathy
, Appl. Phys. Lett.
86
, 241904
(2005
).36.
V.
Srikant
,
J. S.
Speck
, and
D. R.
Clarke
, J. Appl. Phys.
82
, 4286
(1997
).37.
Y.
Ishitani
,
K.
Kato
,
H.
Ogiwara
,
S.-B.
Che
,
A.
Yoshikawa
, and
X. Q.
Wang
, J. Appl. Phys.
106
, 113515
(2009
).38.
M.
Iwaya
,
T.
Yamamoto
,
D.
Iida
,
Y.
Kondo
,
M.
Sowa
,
H.
Matsubara
,
K.
Ishihara
,
T.
Takeuchi
,
S.
Kamiyama
, and
I.
Akasaki
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
54
, 115501
(2015
).39.
T. E. K.
Shwe
,
T.
Asaji
,
R.
Kimura
,
D.
Iida
,
M. A.
Najmi
,
K.
Ohkawa
, and
Y.
Ishitani
, Phys. Status Solidi B
2024
, 2400057
(2024
).40.
J. F.
Muth
,
J. H.
Lee
,
I. K.
Shmagin
,
R. M.
Kolbas
,
H. C.
Casey
, Jr.
,
B. P.
Keller
,
U. K.
Mishra
, and
S. P.
DenBaars
, Appl. Phys. Lett.
71
, 2572
–2574
(1997
).41.
X.
Wang
,
S.-B.
Che
,
Y.
Ishitani
, and
A.
Yoshikawa
, Appl. Phys. Lett.
89
, 171907
(2006
).42.
G.
Callsen
,
J. S.
Reparaz
,
M. R.
Wagner
,
R.
Kirste
,
C.
Nenstiel
,
A.
Hoffmann
, and
M. R.
Phillips
, Appl. Phys. Lett.
98
, 61906
(2011
).43.
J.-M.
Wagnera
and
F.
Bechstedt
, Appl. Phys. Lett.
77
, 346
(2000
).44.
M. A.
Moram
,
Z. H.
Barber
, and
C. J.
Humphreys
, J. Appl. Phys.
102
, 023505
(2007
).45.
Y.
Oshima
,
T.
Suzuki
,
T.
Eri
,
Y.
Kawaguchi
,
K.
Watanabe
,
M.
Shibata
, and
T.
Mishima
, J. Appl. Phys.
98
, 103509
(2005
).46.
V. Y.
Davydov
,
Y. E.
Kitaev
,
IN.
Goncharuk
,
A. N.
Smirnov
,
J.
Graul
,
O.
Semchinova
,
D.
Uffmann
,
M. B.
Smirov
,
A. P.
Mirgorodsky
, and
R. A.
Evarestov
, Phys. Rev.
58
, 12899
(1998
).47.
X. D.
Pu
,
J.
Chen
,
W. Z.
Shen
,
H.
Ogawa
, and
Q. X.
Guo
, J. Appl. Phys.
98
, 033527
(2005
).48.
K.
Wang
and
R. R.
Reeber
, Appl. Phys. Lett.
79
, 1602
(2001
).49.
S.
Barman
and
G. P.
Srivastava
, Phys. Rev. B
69
, 235208
(2004
).50.
A.
Cepellotti
,
J.
Coulter
,
A.
Johansson
,
N. S.
Fedorova
, and
B.
Kozinsly
, J. Phys. Mater.
5
, 035003
(2022
).© 2024 Author(s). Published under an exclusive license by AIP Publishing.
2024
Author(s)
You do not currently have access to this content.
