The electronic structure of pure edge threading dislocations in metalorganic vapor phase epitaxy grown wurtzite GaN thin films has been studied directly by atomic resolution Z-contrast imaging and electron energy loss spectroscopy in a scanning transmission electron microscope. Dislocation cores in n-type samples grown in N-rich conditions show no evidence for the high concentration of Ga vacancies predicted by previous theoretical calculations. Nitrogen K-edge spectra collected from edge dislocation cores show a sudden and significant increase in the intensity of the first fine-structure peak immediately above the edge onset compared to the bulk spectra. The origin of this increase is discussed.

1.
S. D.
Lester
,
F. A.
Ponce
,
M. G.
Craford
, and
D. A.
Steigerwald
,
Appl. Phys. Lett.
66
,
1249
(
1995
).
2.
J.
Elsner
,
R.
Jones
,
P. K.
Sitch
,
V. D.
Porezag
,
M.
Elstner
,
T.
Frauenheim
,
M. I.
Heggie
,
S.
Oberg
, and
P. R.
Briddon
,
Phys. Rev. Lett.
79
,
3672
(
1997
).
3.
S.
Nakamura
,
M.
Senoh
,
S.
Nagahama
,
N.
Iwasa
,
T.
Yamada
,
T.
Matsushita
,
H.
Kiyoku
,
Y.
Sugimoto
,
T.
Kozaki
,
H.
Umemoto
,
M.
Sano
, and
K.
Chocho
,
Appl. Phys. Lett.
72
,
211
(
1998
).
4.
O.
Nam
,
M. D.
Bremser
, and
R. F.
Davis
,
Appl. Phys. Lett.
71
,
2638
(
1997
).
5.
S. J.
Rosner
,
E. C.
Carr
,
M. J.
Ludowise
,
G.
Girolami
, and
H. I.
Erikson
,
Appl. Phys. Lett.
70
,
420
(
1997
).
6.
T.
Sugahara
,
H.
Sato
,
M. S.
Hao
,
Y.
Naoi
,
S.
Kurai
,
S.
Tottori
,
K.
Yamashita
,
K.
Nishino
,
L. T.
Romano
, and
S.
Sakai
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
37
,
L398
(
1998
).
7.
A. F.
Wright
and
U.
Grossner
,
Appl. Phys. Lett.
73
,
2751
(
1998
).
8.
J.
Elsner
,
R.
Jones
,
M. I.
Heggie
,
P. K.
Sitch
,
M.
Haugk
,
V. D.
Porezag
,
Th.
Frauenheim
,
S.
Oberg
, and
P. R.
Briddon
,
Phys. Rev. B
58
,
12571
(
1998
).
9.
N. G.
Weimann
,
L. F.
Eastman
,
D.
Doppalapudi
,
H. M.
Ng
, and
T. D.
Moustakas
,
J. Appl. Phys.
83
,
3656
(
1998
).
10.
P. J.
Hansen
,
Y. E.
Strausser
,
A. N.
Erickson
,
E. J.
Tarsa
,
P.
Kozodoy
,
E. G.
Brazel
,
J. P.
Ibbetson
,
U.
Mishra
,
V.
Narayanamurti
,
S. P.
DenBaars
, and
J. S.
Speck
,
Appl. Phys. Lett.
72
,
2247
(
1998
).
11.
C.
Youtsey
,
L. T.
Romano
, and
I.
Adesida
,
Appl. Phys. Lett.
73
,
797
(
1998
).
12.
D. C.
Look
and
J. R.
Sizelove
,
Phys. Rev. Lett.
82
,
1237
(
1999
).
13.
Y.
Xin
,
S. J.
Pennycook
,
N. D.
Browning
,
P. D.
Nellist
,
S.
Sivananthan
,
J.-P.
Faurie
, and
P.
Gibart
,
Appl. Phys. Lett.
72
,
2680
(
1998
).
14.
E. M.
James
and
N. D.
Browning
,
Ultramicroscopy
78
,
125
(
1999
).
15.
S. J.
Pennycook
and
D. E.
Jesson
,
Ultramicroscopy
37
,
14
(
1991
).
16.
N. D.
Browning
,
M. F.
Chisholm
, and
S. J.
Pennycook
,
Nature (London)
366
,
143
(
1993
).
17.
M.
Hao
,
T.
Sugahara
,
H.
Sato
,
Y.
Morishima
,
Y.
Naoi
,
L. T.
Romano
, and
S.
Sakai
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
37
,
L291
(
1998
).
18.
R. F. Egerton, Electron Energy Loss Spectroscopy in the Electron Microscope, 2nd ed. (Plenum, New York, 1996).
19.
T. J.
Eustis
and
J.
Silcox
,
Microsc. Microanal.
5
,
642
(
1999
).
20.
A. L.
Ankudinov
,
B.
Ravel
,
J. J.
Rehr
, and
S. D.
Conradson
,
Phys. Rev. B
58
,
7565
(
1998
).
21.
N. D.
Browning
,
J.
Yuan
, and
L. M.
Brown
,
Ultramicroscopy
38
,
291
(
1991
).
22.
M.
Katsikini
,
E. C.
Paloura
, and
T. D.
Moustakas
,
J. Appl. Phys.
83
,
1437
(
1998
).
23.
K.
Lawniczak-Jablonska
,
T.
Suski
,
Z.
Liliental-Weber
,
E. M.
Gullikson
,
J. H.
Underwood
,
R. C. C.
Perera
, and
T. J.
Drummond
,
Appl. Phys. Lett.
70
,
2711
(
1997
).
This content is only available via PDF.
You do not currently have access to this content.