Zur Seitenansicht
 

Titelaufnahme

Titel
Cubic AlN/GaN multi-quantum-wells for unipolar device applications
AutorMietze, Christian In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
PrüferAs, Donat Josef In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen ; Zrenner, Artur In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
Erschienen2013
HochschulschriftPaderborn, Univ., Diss., 2013
Anmerkung
Tag der Verteidigung: 26.04.2013
SpracheEnglisch
DokumenttypDissertation
URNurn:nbn:de:hbz:466:2-11856 Persistent Identifier (URN)
Dateien
Cubic AlN/GaN multi-quantum-wells for unipolar device applications [4.4 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Im Rahmen meiner Dissertation habe ich mich mit Intersubband Übergängen in meta-stabilen kubischen AlN/GaN Übergittern beschäftigt. Hierzu habe ich Proben mittels plasmaassistierter Molekularstrahlepitaxie auf 3C-SiC Substraten hergestellt.Mit hochauflösender Röntgenbeugung und Berechnungen der Beugungsmuster war es möglich Schichtdicken mit einer Genauigkeit von einer Atomlage zu bestimmen. Außerdem wurde Transmissionselektronenmikroskopie verwendet um die strukturelle Qualität der Schichten zu untersuchen. Große Bereiche zeigen reproduzierbares Übergitterwachstum mit hoher kristalliner Qualität.Zur optischen Charakterisierung wurden Photolumineszenz- Kathodolumineszenz- und Fourier transform infrarot Spektroskopie verwendet. Resonantes Tunneln durch Al(Ga)N/GaN Doppelbarrieren, die auf frei stehenden 3C-SiC Substraten hergestellt wurden, konnte bei Raum- und Tieftemperatur gemessen werden.Die bisher längste und kürzeste publizierte Wellenlänge (62.5 um - 1.55 um) von intersubband Übergängen in kubischen in Al(Ga)N/GaN Übergittern wurde gemessen.Die Banddiskontinuität zwischen AlN und GaN in Übergitter Strukturen konnte zu (1.4 0.1) eV im Leitungsband und (0.5 0.1) eV im Valenzband bestimmt werden.Erste Absorptionsmessungen im infraroten Bereich konnten an asymmetrischen gekoppelten AlN/GaN mehrfach-Quantentrögen gemessen werden. Modellrechnungen zeigen die Möglichkeit, mit einer solchen Struktur den technologisch interessanten Bereich um 1.55 um zu erreichen.

Zusammenfassung (Englisch)

In this work, intersubband transitions in meta-stable cubic AlN/GaN and AlxGa1-xN/GaN superlattices are studied. The samples were grown using plasma assisted molecular beam epitaxy on 3C-SiC substrates.It was possible to estimate layer thicknesses with an accuracy of 1 monolayer using X-ray diffraction and simulations of the diffraction profile. Furthermore transmission electron microscopy was performed in order to investigate the structural quality of the epitaxial layers. Large areas show high crystalline quality and reproducible superlattice growth.For optical characterization, photoluminescence, cathodoluminescence and Fourier transform infrared spectroscopy was used.Resonant tunneling through Al(Ga)N/GaN double barrier structures, grown on free standing 3C-SiC substrates, with peak-to-valley ratios between 1.3 and 2.7 was measured at low and room temperature.The intersubband transition energy in Al(Ga)N/GaN superlattices could be tuned over a large spectral range. It was possible to obtain the longest and shortest wavelength of intersubband transitions ever reported in cubic nitrides (62.5 um - 1.55 um).The conduction band offset between GaN and AlN was determined to (1.4 0.1) eV and a valence band offset of (0.5 0.1) eV is obtained.First infrared absorption was measured in asymmetric coupled AlN/GaN multi-quantum-wells. Model calculations show the possibility to reach the 1.55 um region with such devices.