GaAsN/GaAsN:H in-plane heterostructures have been investigated by secondary electron (SE) imaging in a field-emission scanning electron microscope. Adjacent GaAsN and GaAsN:H regions show a quite different SE image brightness due to the band gap energy difference between H-free and H-irradiated GaAsN. These findings provide a useful means to characterize the lateral diffusion of H and well support secondary ion mass spectroscopy results regarding the importance of a low hydrogenation temperature in order to obtain sharply defined in-plane heterostructures.

1.
A.
Polimeni
,
G.
Baldassarri H. v.
,
H. M.
Bissiri
,
M.
Capizzi
,
M.
Fischer
,
M.
Reinhardt
, and
A.
Forchel
,
Phys. Rev. B
63
,
201304
(R) (
2001
).
2.
A.
Polimeni
,
M.
Bissiri
,
M.
Felici
,
M.
Capizzi
,
I. A.
Buyanova
,
W. M.
Chen
,
H. P.
Xin
, and
C. W.
Tu
,
Phys. Rev. B
67
,
201303
(R) (
2003
).
3.
F.
Masia
,
G.
Pettinari
,
A.
Polimeni
,
M.
Felici
,
A.
Miriametro
,
M.
Capizzi
,
A.
Lindsay
,
S. B.
Healy
,
E. P.
O’Reilly
,
A.
Cristofoli
,
G.
Bais
,
M.
Piccin
,
S.
Rubini
,
F.
Martelli
,
A.
Franciosi
,
P. J.
Klar
,
K.
Volz
, and
W.
Stolz
,
Phys. Rev. B
73
,
073201
(
2006
).
4.
G.
Bisognin
,
D.
De Salvador
,
A. V.
Drigo
,
E.
Napolitani
,
A.
Sambo
,
M.
Berti
,
A.
Polimeni
,
M.
Felici
,
M.
Capizzi
,
M.
Güngerich
,
P. J.
Klar
,
G.
Bais
,
F.
Jabeen
,
M.
Piccin
,
S.
Rubini
,
F.
Martelli
, and
A.
Franciosi
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
061904
(
2006
).
5.
M.
Berti
,
G.
Bisognin
,
D.
DeSalvador
,
E.
Napolitani
,
S.
Vangelista
,
A.
Polimeni
,
M.
Capizzi
,
F.
Boscherini
,
G.
Ciatto
,
S.
Rubini
,
F.
Martelli
, and
A.
Franciosi
,
Phys. Rev. B
76
,
205323
(
2007
).
6.
M.
Felici
,
A.
Polimeni
,
G.
Salviati
,
L.
Lazzarini
,
N.
Armani
,
F.
Masia
,
M.
Capizzi
,
F.
Martelli
,
M.
Lazzarino
,
G.
Bais
,
M.
Piccin
,
S.
Rubini
, and
A.
Franciosi
,
Adv. Mater. (Weinheim, Ger.)
18
,
1993
(
2006
).
7.
M.
Geddo
,
T.
Ciabattoni
,
G.
Guizzetti
,
M.
Galli
,
M.
Patrini
,
A.
Polimeni
,
R.
Trotta
,
M.
Capizzi
,
G.
Bais
,
M.
Piccin
,
S.
Rubini
,
F.
Martelli
, and
A.
Franciosi
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
091907
(
2007
).
8.
R.
Trotta
,
A.
Polimeni
,
M.
Capizzi
,
D.
Giubertoni
,
M.
Bersani
,
G.
Bisognin
,
M.
Berti
,
S.
Rubini
,
F.
Martelli
,
L.
Mariucci
,
M.
Francardi
, and
A.
Gerardino
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
221901
(
2008
).
9.
M. R.
Castell
,
D. D.
Perovic
, and
H.
Lafontaine
,
Ultramicroscopy
69
,
279
(
1997
).
10.
A. A.
Suvorova
and
S.
Samarin
,
Surf. Sci.
601
,
4428
(
2007
).
11.
D. D.
Perovic
,
M. R.
Castell
,
A.
Howie
,
C.
Lavoie
,
T.
Tiedje
, and
J. S. W.
Cole
,
Ultramicroscopy
58
,
104
(
1995
).
12.
P. G.
Merli
,
A.
Migliori
,
M.
Nacucci
,
D.
Govoni
, and
G.
Mattei
,
Ultramicroscopy
60
,
229
(
1995
).
13.
M. S.
Chung
and
T. E.
Everhart
,
J. Appl. Phys.
45
,
707
(
1974
).
14.
R. C.
Alig
and
S.
Bloom
,
Phys. Rev. Lett.
35
,
1522
(
1975
).
15.
A.
Shih
,
J.
Yater
,
C.
Hor
, and
R.
Abrams
,
Appl. Surf. Sci.
111
,
251
(
1997
).
16.
The conduction band offset, that corresponds to the electron affinity difference (see Ref. 17) is at least 90% of the total band gap reduction (see Ref. 18).
17.
R. L.
Anderson
,
IBM J. Res. Dev.
4
,
283
(
1960
).
18.
M.
Galluppi
,
L.
Geelhaar
, and
H.
Riechert
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
131925
(
2005
);
M.
Galluppi
,
L.
Geelhaar
,
H.
Riechert
,
M.
Hetterich
,
A.
Grau
,
S.
Birner
, and
W.
Stolz
,
Phys. Rev. B
72
,
155324
(
2005
). In the GaAsN/GaAsN:H heterostructures, a small valence band offset is present because of the different strain conditions present in the GaAsN and GaAsN:H layers. This offset has been estimated to be less than 20 meV, about 10% of the band gap difference between GaAsN:H and GaAsN.
You do not currently have access to this content.