Vacancy-type defects in GaN nanowires (NWs) and the trapping of electrons by the vacancies were studied by positron annihilation. Undoped, Si-, and Mg-doped GaN NWs were grown on Si substrates by plasma-assisted molecular beam epitaxy. The major species of vacancies in the undoped and Si-doped samples was identified as a complex between a Ga vacancy and impurities such as oxygen and hydrogen. For the Mg-doped samples, the trapping rate of positrons for such defects decreased with the increase in Mg concentration because of the downward shift of Fermi level position and a resultant shift of the vacancy charge states from neutral (negative) to positive. Under the illumination of a 325-nm He-Cd laser, positrons were found to be trapped by vacancy-type defects, which was attributed to the trapping of excited electrons by these defects.

1.
H.
Amano
 et al,
J. Phys. D Appl. Phys.
51
,
163001
(
2018
).
2.
S.
Zhao
,
H. P. T.
Nguyen
,
M. G.
Kibria
, and
Z.
Mi
,
Prog. Quant. Electron.
44
,
14
(
2015
).
3.
C.
Zhao
,
N.
Alfaraj
,
R. C.
Subedi
,
J. W.
Liang
,
A. A.
Alatawi
,
A. A.
Alhamoud
,
M.
Ebaid
,
M. S.
Alias
,
T. K.
Ng
, and
B. S.
Ooi
,
Prog. Quant. Electron.
61
,
1
(
2018
).
4.
F.
Glas
,
Phys. Rev. B
74
,
121302(R)
(
2006
).
5.
M.
Yoshizawa
,
A.
Kikuchi
,
M.
Mori
,
N.
Fujita
, and
K.
Kishino
,
Jpn. J. Appl. Phys.
36
,
L459
(
1997
).
6.
M. A.
Sanchez-Garcia
,
E.
Calleja
,
E.
Monroy
,
F. J.
Sanchez
,
F.
Calle
,
E.
Munoz
, and
R.
Beresford
,
J. Cryst. Growth
183
,
23
(
1998
).
7.
M.
Tchernycheva
,
C.
Sartel
,
G.
Cirlin
,
L.
Travers
,
G.
Patriarche
,
J.-C.
Harmand
,
L. S.
Dang
,
J.
Renard
,
B.
Gayral
,
L.
Nevo
, and
F.
Julien
,
Nanotechnology
18
,
385306
(
2007
).
8.
F.
Furtmayr
,
M.
Vielemeyer
,
M.
Stutzmann
,
J.
Arbiol
,
S.
Estradé
,
F.
Peiro
,
J. R.
Morante
, and
M.
Eickhoff
,
J. Appl. Phys.
104
,
034309
(
2008
).
9.
V.
Consonni
,
M.
Hanke
,
M.
Knelangen
,
L.
Geelhaar
,
A.
Trampert
, and
H.
Riechert
,
Phys. Rev. B
83
,
035310
(
2011
).
10.
S.
Zhao
,
M. G.
Kibria
,
Q.
Wang
,
H. P. T.
Nguyen
, and
Z.
Mi
,
Nanoscale
5
,
5283
(
2013
).
11.
H.-M.
Kim
,
Y.-H.
Cho
,
H.
Lee
,
S. I.
Kim
,
S. R.
Ryu
,
D. Y.
Kim
,
T. W.
Kang
, and
K. S.
Chung
,
Nano Lett.
4
,
1059
(
2004
).
12.
A.
Kikuchi
,
M.
Kawai
,
M.
Tada
, and
K.
Kishino
,
Jpn. J. Appl. Phys.
43
,
L1524
(
2004
).
13.
S.
Gradecak
,
F.
Qian
,
Y.
Li
,
H.-G.
Park
, and
C. M.
Lieber
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
173111
(
2005
).
14.
H.
Sekiguchi
,
K.
Kishino
, and
A.
Kikuchi
,
Electron. Lett.
44
,
151
(
2008
).
15.
J.
Xie
,
X.
Ni
,
Q.
Fan
,
R.
Shimada
,
Ü
Özgür
, and
H.
Morkoç
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
121107
(
2008
).
16.
H.
Pham
,
T.
Nguyen
,
K.
Cui
,
S.
Zhang
,
M.
Djavid
,
A.
Korinek
,
G. A.
Botton
, and
Z.
Mi
,
Nano Lett.
12
,
1317
(
2012
).
17.
H.
Pham
,
T.
Nguyen
,
M.
Djavid
,
K.
Cui
, and
Z.
Mi
,
Nanotechnology
23
,
194012
(
2012
).
18.
Z.
Fang
,
E.
Robin
,
E.
Rozas-Jiménez
,
A.
Cros
,
F.
Donatini
,
N.
Mollard
,
J.
Pernot
, and
B.
Daudin
,
Nano Lett.
15
,
6794
(
2015
).
19.
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
).
20.
A.-M.
Siladie
,
L.
Amichi
,
N.
Mollard
,
I.
Mouton
,
B.
Bonef
,
C.
Bougerol
,
A.
Grenier
,
E.
Robin
,
P.-H.
Jouneau
,
N.
Garro
,
A.
Cros
, and
B.
Daudin
,
Nanotechnology
29
,
255706
(
2018
).
21.
C.
Haller
,
J.-F.
Carlin
,
G.
Jacopin
,
D.
Martin
,
R.
Butté
, and
N.
Grandjean
,
Appl. Phys. Lett.
111
,
262101
(
2017
).
22.
Y.
Tu
,
Y.
Ruan
,
L.
Zhu
,
Q.
Tu
,
H.
Wang
,
J.
Chen
,
Y.
Lu
,
Y.
Gao
,
T.-M.
Shih
,
Z.
Chen
, and
Y.
Lin
,
J. Appl. Phys.
123
,
161544
(
2018
).
23.
C. G.
Van de Walle
and
J.
Neugebauer
,
J. Appl. Phys.
95
,
3851
(
2004
).
24.
R.
Krause-Rehberg
and
H. S.
Leipner
,
Positron Annihilation in Semiconductors, Solid-State Sciences
(
Springer-Verlag
,
Berlin
,
1999
), p.
127
.
25.
F.
Tuomisto
and
I.
Makkonen
,
Rev. Mod. Phys.
85
,
1583
(
2013
).
26.
R.
Songmuang
,
O.
Landré
, and
B.
Daudin
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
251902
(
2007
).
27.
O.
Landré
,
R.
Songmuang
,
J.
Renard
,
E.
Bellet-Amalric
,
H.
Renevier
, and
B.
Daudin
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
183109
(
2008
).
28.
R.
Mata
,
K.
Hestroffer
,
J.
Budagosky
,
A.
Cros
,
C.
Bougerol
,
H.
Renevier
, and
B.
Daudin
,
J. Cryst. Growth
334
,
177
(
2011
).
29.
A.
Uedono
,
S.
Ishibashi
,
N.
Oshima
, and
R.
Suzuki
,
Jpn. J. Appl. Phys.
52
,
08JJ02
(
2013
).
30.
S.
Ishibashi
and
A.
Uedono
,
J. Phys. Conf.
505
,
012010
(
2014
).
31.
S.
Ishibashi
,
T.
Tamura
,
S.
Tanaka
,
M.
Kohyama
, and
K.
Terakura
,
Phys. Rev. B
76
,
153310
(
2007
).
32.
A.
van Veen
,
H.
Schut
,
M.
Clement
,
J. M. M.
de Nijs
,
A.
Kruseman
, and
M. R.
IJpma
,
Appl. Surf. Sci.
85
,
216
(
1995
).
33.
A.
Uedono
,
S.
Ishibashi
,
K.
Tenjinbayashi
,
T.
Tsutsui
,
K.
Nakahara
,
D.
Takamizu
, and
S. F.
Chichibu
,
J. Appl. Phys.
111
,
014508
(
2012
).
34.
A.
Uedono
,
S.
Takashima
,
M.
Edo
,
K.
Ueno
,
H.
Matsuyama
,
W.
Egger
,
T.
Koschine
,
C.
Hugenschmidt
,
M.
Dickmann
,
K.
Kojima
,
S. F.
Chichibu
, and
S.
Ishibashi
,
Phys. Status Solidi B
255
,
1700521
(
2018
).
35.
A.
Uedono
,
S.
Takashima
,
M.
Edo
,
K.
Ueno
,
H.
Matsuyama
,
H.
Kudo
,
H.
Naramoto
, and
S.
Ishibashi
,
Phys. Status Solidi B
252
,
2794
(
2015
).
36.
S. R.
Xu
,
Y.
Hao
,
J. C.
Zhang
,
Y. R.
Cao
,
X. W.
Zhou
,
L. A.
Yang
,
X. X.
Ou
,
K.
Chen
, and
W.
Mao
,
J. Cryst. Growth
312
,
3521
(
2010
).
37.
J. E.
Northrup
,
Phys. Rev. B
77
,
045313
(
2008
).
38.
Y. S.
Puzyrev
,
T.
Roy
,
M.
Beck
,
B. R.
Tuttle
,
R. D.
Schrimpf
,
D. M.
Fleetwood
, and
S. T.
Pantelides
,
J. Appl. Phys.
109
,
034501
(
2011
).
39.
J. L.
Lyons
,
A.
Alkauskas
,
A.
Janotti
, and
C. G.
Van de Walle
,
Phys. Status Solidi B
252
,
900
(
2015
).
40.
A.
Uedono
,
K.
Tenjinbayashi
,
T.
Tsutsui
,
Y.
Shimahara
,
H.
Miyake
,
K.
Hiramatsu
,
N.
Oshima
,
R.
Suzuki
, and
S.
Ishibashi
,
J. Appl. Phys.
111
,
013512
(
2012
).
41.
A.
Uedono
,
T.
Fujishima
,
Y.
Cao
,
Y.
Zhang
,
N.
Yoshihara
,
S.
Ishibashi
,
M.
Sumiya
,
O.
Laboutin
,
W.
Johnson
, and
T.
Palacios
,
Appl. Phys. Lett.
104
,
082110
(
2014
).
42.
A.
Uedono
,
T.
Tanaka
,
N.
Ito
,
K.
Nakahara
,
W.
Egger
,
C.
Hugenschmidt
,
S.
Ishibashi
, and
M.
Sumiya
,
Thin Solid Films
639
,
78
(
2017
).
You do not currently have access to this content.