Low energy electron beam irradiation of gallium nitride

Julkaisun otsikon käännös: Galliumnitridin säteilytys matalaenergisellä elektronisuihkulla

Henri Nykänen

    Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

    Abstrakti

    Tässä työssä on tutkittu galliumnitridin ja indiumgalliumnitridin käyttäytymistä kun niitä säteilytetään matalaenergisella elektronisuihkulla (engl., low energy electron beam irradiation, LEEBI). Tämän lisäksi tutkittiin ja valmistettiin periodisia hopearaidoituksia, jonka tavoitteena oli aikaansaada plasmonikytkentään perustuva valon emission lisäys. Sekä hopearaitojen, että LEEBI:n vaikutusta tutkittiin fotoluminesenssiin (engl., photoluminescence, PL) perustuvin mittauksin. Lisäksi hopearaitojen ominaisuuksia mitattiin käyttäen reflektometriaa. On osoitettu, että LEEBI aiheuttaa selvän vaimenemisen valon emission intensiteetissä metallo-orgaanisella kaasufaasiepitaksialla valmistetuissa InGaN kvanttikaivoissa (engl., quantum well, QW) sekä GaN-kalvoissa. Vaimeneminen on voimakkaampaa LEEBI-säteilyannoksen kasvaessa. Vaimeneminen on myös voimakkaampaa pienemmillä elektronien liike-energioilla. Tämä täsmää hyvin elektronisäteen energian tunkeutumisprofiilin kanssa. Vaimenemisen aiheuttavaa mekanismia on tutkittu positroniannihilaatiospektroskopialla (PAS). Mittaukset paljastavat, että LEEBI aktivoi valmistuksen aikana muodostuneita galliumvakansseja (VGa), jotka ovat muuten passiivisia. Toisin sanoen ne eivät vaikuta PL-signaaliin eivätkä näy PAS:ssa. Vakanssien passivaatiomekanismismi liittynee kompleksien muodostumiseen vedyn kanssa. Erityisesti VGa -3H kompleksi ei näy PAS-mittauksissa ja on neutraali. Koska vaimeneminen on identtistä näytteiden välillä, jotka on kasvatettu vedyssä ja typessä, voidaan todeta että vedyn lähde ei ole kantajakaasu. Näytteiden lämmittäminen palauttaa osan luminesenssin intensiteetistä. Todennäköisesti näytteen sisäinen vetydiffuusio uudelleenpassivoi vakansseja. Olemme kehittäneet pintarakenteen (poly)vinyyliakoholilla (PVA) peitetyistä hopeananoraidoista InGaN QW-rakenteen päälle. Hopearaidat voivat difraktoida valokanavamoodeja GaN- ja PVA-kerroksista, lisäten näin merkittävästi valon ulospääsyä rakenteesta. Tällä yksinkertaisella tekniikalla on saavutettu lähes 3-kertainen valon intensiteetti verrattuna käsittelemättömään näytteeseen.
    Julkaisun otsikon käännösGalliumnitridin säteilytys matalaenergisellä elektronisuihkulla
    AlkuperäiskieliEnglanti
    PätevyysTohtorintutkinto
    Myöntävä instituutio
    • Aalto-yliopisto
    Valvoja/neuvonantaja
    • Sopanen, Markku, Vastuuprofessori
    Kustantaja
    Painoksen ISBN978-952-60-5444-5
    Sähköinen ISBN978-952-60-5445-2
    TilaJulkaistu - 2013
    OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

    Tutkimusalat

    • galliumnitridi
    • elektronisäteily
    • optinen laatu

    Sormenjälki

    Sukella tutkimusaiheisiin 'Galliumnitridin säteilytys matalaenergisellä elektronisuihkulla'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

    Siteeraa tätä