The influence of the atom source operating parameters on the structural and optical properties of InGaN/GaN nanowires (NWs) grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy is investigated. Electron microscopy and photoluminescence spectroscopy reveal a change of the NW tip morphology and an enhancement of the local indium incorporation with increasing nitrogen flux. Tuning the density ratio of atomic-to-excited molecular nitrogen to lower values minimizes the point defect density, which results in a decrease of the non-radiative recombination rate as demonstrated by a combination of continuous wave and time-resolved photoluminescence spectroscopy.
REFERENCES
1.
A. L.
Bavencove
, G.
Tourbot
, J.
Garcia
, Y.
Désières
, P.
Gilet
, F.
Levy
, B.
André
, B.
Gayral
, B.
Daudin
, and L. S.
Dang
, Nanotechnology
22
, 345705
(2011
). 2.
K.
Kishino
, K.
Nagashima
, and K.
Yamano
, Appl. Phys. Exp.
6
, 012101
(2013
). 3.
M.
Tchernycheva
, A.
Messanvi
, A.
de Luna Bugallo
, G.
Jacopin
, P.
Lavenus
, L.
Rigutti
, H.
Zhang
, Y.
Halioua
, F. H.
Julien
, J.
Eymery
, and C.
Durand
, Nano Lett.
14
, 3515
(2014
). 4.
C.
Zhao
, T. K.
Ng
, N.
Wei
, A.
Prabaswara
, M. S.
Alias
, B.
Janjua
, C.
Shen
, and B. S.
Ooi
, Nano Lett.
16
, 1056
(2016
). 5.
B. J.
May
, M. R.
Belz
, A.
Ahamed
, A. T. M. G.
Sarwar
, C. M.
Selcu
, and R. C.
Myers
, ACS Nano
12
, 3551
(2018
). 6.
J.
Teubert
, P.
Becker
, F.
Furtmayr
, and M.
Eickhoff
, Nanotechnology
22
, 275505
(2011
). 7.
J.
Wallys
, J.
Teubert
, F.
Furtmayr
, D. M.
Hofmann
, and M.
Eickhoff
, Nano Lett.
12
, 6180
(2012
), see http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/nl303021v.8.
K.
Maier
, A.
Helwig
, G.
Müller
, P.
Becker
, P.
Hille
, J.
Schörmann
, J.
Teubert
, and M.
Eickhoff
, Sens. Actuators B Chem.
197
, 87
(2014
). 9.
J.
Benton
, J.
Bai
, and T.
Wang
, Appl. Phys. Lett.
103
, 133904
(2013
). 10.
B.
AlOtaibi
, H. P. T.
Nguyen
, S.
Zhao
, M. G.
Kibria
, S.
Fan
, and Z.
Mi
, Nano Lett.
13
, 4356
(2013
), see http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/nl402156e. 11.
S.
Fan
, B.
AlOtaibi
, S. Y.-M.
Woo
, Y.
Wang
, G. A.
Botton
, and Z.
Mi
, Nano Lett.
15
, 2721
(2015
). 12.
M.
Ebaid
, J.-H.
Kang
, S.-H.
Lim
, J.-S.
Ha
, J. K.
Lee
, Y.-H.
Cho
, and S.-W.
Ryu
, Nano Energy
12
, 215
(2015
). 13.
P.
Varadhan
, H.-C.
Fu
, D.
Priante
, J. R. D.
Retamal
, C.
Zhao
, M.
Ebaid
, T. K.
Ng
, I.
Ajia
, S.
Mitra
, I. S.
Roqan
, B. S.
Ooi
, and J.-H.
He
, Nano Lett.
17
, 1520
(2017
). 14.
C.
Adelmann
, R.
Langer
, G.
Feuillet
, and B.
Daudin
, Appl. Phys. Lett.
75
, 3518
(1999
). 15.
I.-H.
Ho
and G. B.
Stringfellow
, Appl. Phys. Lett.
69
, 2701
(1996
). 16.
S.
Chichibu
, T.
Azuhata
, T.
Sota
, and S.
Nakamura
, Appl. Phys. Lett.
69
, 4188
(1996
). 17.
F. B.
Naranjo
, M. A.
Sánchez-García
, F.
Calle
, E.
Calleja
, B.
Jenichen
, and K. H.
Ploog
, Appl. Phys. Lett.
80
, 231
(2002
). 18.
Z.
Li
, J.
Kang
, B.
Wei Wang
, H.
Li
, Y.
Hsiang Weng
, Y.-C.
Lee
, Z.
Liu
, X.
Yi
, Z.
Chuan Feng
, and G.
Wang
, J. Appl. Phys.
115
, 083112
(2014
). 19.
T.
Kehagias
, Physica E
42
, 2197
(2010
). 20.
G.
Tourbot
, C.
Bougerol
, A.
Grenier
, M. D.
Hertog
, D.
Sam-Giao
, D.
Cooper
, P.
Gilet
, B.
Gayral
, and B.
Daudin
, Nanotechnology
22
, 075601
(2011
). 21.
J.
Lähnemann
, C.
Hauswald
, M.
Wölz
, U.
Jahn
, M.
Hanke
, L.
Geelhaar
, and O.
Brandt
, J. Phys. D: Appl. Phys.
47
, 394010
(2014
). 22.
Y.-L.
Chang
, J. L.
Wang
, F.
Li
, and Z.
Mi
, Appl. Phys. Lett.
96
, 013106
(2010
). 23.
T.
Tabata
, J.
Paek
, Y.
Honda
, M.
Yamaguchi
, and H.
Amano
, Phys. Status Solidi C
9
, 646
(2012
). 24.
S. M.
Hamad
, D. P.
Norman
, Q. Y.
Chen
, F.
Keles
, and H. W.
Seo
, AIP Adv.
3
, 072128
(2013
). 25.
R.
Armitage
and K.
Tsubaki
, Nanotechnology
21
, 195202
(2010
). 26.
K. D.
Goodman
, V. V.
Protasenko
, J.
Verma
, T. H.
Kosel
, H. G.
Xing
, and D.
Jena
, J. Appl. Phys.
109
, 084336
(2011
). 27.
S.
Albert
, A. M.
Bengoechea-Encabo
, X.
Kong
, M. A.
Sánchez-Garcia
, A.
Trampert
, and E.
Calleja
, Cryst. Growth Des.
15
, 2661
(2015
). 28.
H.
Turski
, M.
Siekacz
, Z.
Wasilewski
, M.
Sawicka
, S.
Porowski
, and C.
Skierbiszewski
, J. Cryst. Growth
367
, 115
(2013
). 29.
W. C.
Hughes
, J. W. H.
Rowland
, M. A. L.
Johnson
, S.
Fujita
, J. J. W.
Cook
, J. F.
Schetzina
, J.
Ren
, and J. A.
Edmond
, J. Vac. Sci. Technol. B
13
, 1571
(1995
). 30.
H.
Carrère
, A.
Arnoult
, A.
Ricard
, and E.
Bedel-Pereira
, J. Cryst. Growth
243
, 295
(2002
). 31.
E.
Iliopoulos
, A.
Adikimenakis
, E.
Dimakis
, K.
Tsagaraki
, G.
Konstantinidis
, and A.
Georgakilas
, J. Cryst. Growth
278
, 426
(2005
). 32.
J.
Osaka
, M.
Senthil Kumar
, H.
Toyoda
, T.
Ishijima
, H.
Sugai
, and T.
Mizutani
, Appl. Phys. Lett.
90
, 172114
(2007
). 33.
K.
Klosek
, M.
Sobanska
, G.
Tchutchulashvili
, Z.
Zytkiewicz
, H.
Teisseyre
, and L.
Klopotowski
, Thin Solid Films
534
, 107
(2013
). 34.
K.
Bertness
, A.
Roshko
, L.
Mansfield
, T.
Harvey
, and N.
Sanford
, J. Cryst. Growth
300
, 94
(2007
). 35.
A.
Debnath
, J. S.
Gandhi
, M.
Kesaria
, R.
Pillai
, D.
Starikov
, and A.
Bensaoula
, J. Appl. Phys.
119
, 104302
(2016
). 36.
A. J.
Ptak
, M. R.
Millecchia
, T. H.
Myers
, K. S.
Ziemer
, and C. D.
Stinespring
, Appl. Phys. Lett.
74
, 3836
(1999
). 37.
T. H.
Myers
, M. R.
Millecchia
, A.
Ptak
, K. S.
Ziemer
, and C.
Stinespring
, J. Vac. Sci. Technol. B
17
, 1654
(1999
). 38.
L. I.
Berger
, A. K.
Covington
, R. B.
Fox
, H. P. R.
Frederikse
, J.
Fuhr
, R. N.
Goldberg
, K. A.
Gschneidner
, C. R.
Hammond
, R. F.
Hampson
, N. E.
Holden
, H. D. B.
Jenkins
, H. V.
Kehiaian
, J. A.
Kerr
, N.
Kishore
, R.
Lennen
, F. J.
Lovas
, W. C.
Martin
, J. S.
Miller
, T. M.
Miller
, J.
Reader
, L. E.
Snyder
, D. W.
Stocker
, B. N.
Taylor
, T. G.
Trippe
, P.
Vany’sek
, W. L.
Wiese
, E. S.
Wilks
, and C.
Wohlfarth
, in Handbook of Chemistry and Physics
, 84th ed., edited by D. R.
Lide
(CRC Press
, 2003
).39.
O.
Ambacher
, J. Phys. D: Appl. Phys.
31
, 2653
(1998
). 40.
J.
Schörmann
, P.
Hille
, M.
Schaefer
, J.
Musener
, P.
Becker
, P. J.
Klar
, M.
Kleine-Boymann
, M.
Rohnke
, M.
de la Mata
, J.
Arbiol
, D. M.
Hofmann
, J.
Teubert
, and M.
Eickhoff
, J. Appl. Phys.
114
, 103505
(2013
). 41.
M. D.
Brubaker
, S. M.
Duff
, T. E.
Harvey
, P. T.
Blanchard
, A.
Roshko
, A. W.
Sanders
, N. A.
Sanford
, and K. A.
Bertness
, Cryst. Growth Des.
16
, 596
(2016
). 42.
Y.
Kawaguchi
, M.
Shimizu
, M.
Yamaguchi
, K.
Hiramatsu
, N.
Sawaki
, W.
Taki
, H.
Tsuda
, N.
Kuwano
, K.
Oki
, T.
Zheleva
, and R. F.
Davis
, J. Cryst. Growth
189–190
, 24
(1998
). 43.
I.
Vurgaftman
and J. R.
Meyer
, J. Appl. Phys.
94
, 3675
(2003
). 44.
G.
Kusch
, M.
Conroy
, H.
Li
, P. R.
Edwards
, C.
Zhao
, B. S.
Ooi
, J.
Pugh
, M. J.
Cryan
, P. J.
Parbrook
, and R. W.
Martin
, Sci. Rep.
8
, 1742
(2018
). 45.
T.
Kehagias
, G. P.
Dimitrakopulos
, P.
Becker
, J.
Kioseoglou
, F.
Furtmayr
, T.
Koukoula
, I.
Häusler
, A.
Chernikov
, S.
Chatterjee
, T.
Karakostas
, U. T. S. H.-M.
Solowan
, M.
Eickhoff
, and P.
Komninou
, Nanotechnology
24
, 435702
(2013
). 46.
P. G.
Eliseev
, M.
Osinski
, J.
Lee
, T.
Sugahara
, and S.
Sakai
, J. Electron. Mater.
29
, 332
(2000
). 47.
H.
Murotani
, Y.
Yamada
, T.
Tabata
, Y.
Honda
, M.
Yamaguchi
, and H.
Amano
, J. Appl. Phys.
114
, 153506
(2013
). 48.
Y.
Kawakami
, S.
Suzuki
, A.
Kaneta
, M.
Funato
, A.
Kikuchi
, and K.
Kishino
, Appl. Phys. Lett.
89
, 163124
(2006
). 49.
C. G.
Van de Walle
and J.
Neugebauer
, Phys. Rev. Lett.
88
, 066103
(2002
). 50.
C. G.
Van de Walle
and J.
Neugebauer
, J. Appl. Phys.
95
, 3851
(2004
). 51.
D. C.
Look
, G. C.
Farlow
, P. J.
Drevinsky
, D. F.
Bliss
, and J. R.
Sizelove
, Appl. Phys. Lett.
83
, 3525
(2003
). 52.
J.-W.
Min
, D.
Priante
, M.
Tangi
, G.
Liu
, C. H.
Kang
, A.
Prabaswara
, C.
Zhao
, L.
Al-Maghrabi
, Y.
Alaskar
, A. M.
Albadri
, A. Y.
Alyamani
, T. K.
Ng
, and B. S.
Ooi
, J. Nanophotonics
12
, 043511
(2018
). 53.
B. J.
May
, A. T. M. G.
Sarwar
, and R. C.
Myers
, Appl. Phys. Lett.
108
, 141103
(2016
). © 2018 Author(s).
2018
Author(s)
You do not currently have access to this content.
