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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 1/2007

01.10.2007

Surface and bulk exciton recombination dynamics in GaN freestanding films via one- and two-photon excitations

verfasst von: Yongchun Zhong, Kam Sing Wong, Weili Zhang, D. C. Look

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Sonderheft 1/2007

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Abstract

We have measured the photoluminescence (PL) lifetime of a freestanding GaN film using one- and two-photon excitations to demonstrate the dramatic difference in exciton recombination dynamics at the surface and in the bulk. An ultra-long exciton PL lifetime of 17.2 ns at 295 K is observed from a GaN freestanding film using two-photon excitation, whereas less than 100 ps lifetime is observed for one-photon excitation, suggesting that nonradiative processes from surface defects account for the short PL lifetime measured. The room temperature exciton lifetime of 17.2 ns is the longest ever reported for GaN film. A monotonic increase in two-photon excited PL lifetime with increasing temperature and the linear dependence of the exciton lifetime with emission wavelength show good agreement with the theoretical predictions, indicating that radiative recombination dominates for bulk excited state relaxation processes.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat S. Nakamura, G. Fasol, The Blue Laser Diode: GaN Based Light Emitters and Lasers (Springer, Berlin, 1997) S. Nakamura, G. Fasol, The Blue Laser Diode: GaN Based Light Emitters and Lasers (Springer, Berlin, 1997)
2.
3.
Zurück zum Zitat W. Shan, T.J. Schmidt, X.H. Yanh, S.J. Hwang, J.J. Song, B. Goldenberg, Appl. Phys. Lett. 66, 985 (1995)CrossRef W. Shan, T.J. Schmidt, X.H. Yanh, S.J. Hwang, J.J. Song, B. Goldenberg, Appl. Phys. Lett. 66, 985 (1995)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat F.A. Ponce, D.P. Bour, W. Götz, N.M. Johnson, H.I. Helava, I. Grzegory, J. Jun, S. Porowski, L.T. Romano, N.M. Johnson, Appl. Phys. Lett. 68, 917 (1996)CrossRef F.A. Ponce, D.P. Bour, W. Götz, N.M. Johnson, H.I. Helava, I. Grzegory, J. Jun, S. Porowski, L.T. Romano, N.M. Johnson, Appl. Phys. Lett. 68, 917 (1996)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat R.J. Molnar, W. Götz, L.T. Romano, N.M. Johnson, J. Cryst. Growth 178, 147 (1997)CrossRef R.J. Molnar, W. Götz, L.T. Romano, N.M. Johnson, J. Cryst. Growth 178, 147 (1997)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat W. Shan, X.C. Xie, J.J. Song, B. Goldenberg, Appl. Phys. Lett. 67, 2512 (1995)CrossRef W. Shan, X.C. Xie, J.J. Song, B. Goldenberg, Appl. Phys. Lett. 67, 2512 (1995)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat J.S. Im, A. Moritz, F. Steuber, V. Härle, F. Scholz, A. Hangleiter, Appl. Phys. Lett. 70, 631 (1997)CrossRef J.S. Im, A. Moritz, F. Steuber, V. Härle, F. Scholz, A. Hangleiter, Appl. Phys. Lett. 70, 631 (1997)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat S. Pau, Z.X. Liu, J. Kuhl, J. Ringling, H.T. Grahn, M.A. Khan, C.J. Sun, O. Ambacher, M. Stutzmamn, Phys. Rev. B 57, 7066 (1998)CrossRef S. Pau, Z.X. Liu, J. Kuhl, J. Ringling, H.T. Grahn, M.A. Khan, C.J. Sun, O. Ambacher, M. Stutzmamn, Phys. Rev. B 57, 7066 (1998)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat M. Smith, G.D. Chen, J.Z. Li, J.Y. Lin, H.X. Jiang, A. Salvador, W.K. Kim, O. Aktas, A. Botchkarev, H. Morkoç, Appl. Phys. Lett. 67, 3387 (1995) CrossRef M. Smith, G.D. Chen, J.Z. Li, J.Y. Lin, H.X. Jiang, A. Salvador, W.K. Kim, O. Aktas, A. Botchkarev, H. Morkoç, Appl. Phys. Lett. 67, 3387 (1995) CrossRef
10.
Zurück zum Zitat O. Brandt, J. Ringling, K.H. Ploog, H-J Wünsche, F. Henneberger, Phys. Rev. B 58, R15977 (1998)CrossRef O. Brandt, J. Ringling, K.H. Ploog, H-J Wünsche, F. Henneberger, Phys. Rev. B 58, R15977 (1998)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Y. Narukawa, Y. Kawakami, S. Fujita, S. Nakamura, Phys. Rev. B 59, 10283 (1999)CrossRef Y. Narukawa, Y. Kawakami, S. Fujita, S. Nakamura, Phys. Rev. B 59, 10283 (1999)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat G.E. Bunea, W.D. Herzog, M.S. Ünlü, B.B. Goldberg, R.J. Molnar, Appl. Phys. Lett. 75, 838 (1999)CrossRef G.E. Bunea, W.D. Herzog, M.S. Ünlü, B.B. Goldberg, R.J. Molnar, Appl. Phys. Lett. 75, 838 (1999)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Ü. Özgür, Y. Fu, Y.T. Moon, F. Yun, H. Morkoç, H.O. Everitt, S.S. Park, K.Y. Lee, Appl. Phys. Lett. 86, 232106 (2005)CrossRef Ü. Özgür, Y. Fu, Y.T. Moon, F. Yun, H. Morkoç, H.O. Everitt, S.S. Park, K.Y. Lee, Appl. Phys. Lett. 86, 232106 (2005)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat A.Y. Polyakov, A.V. Govorkov, N.B. Smirnov, Z-Q. Fang, D.C. Look, S.S. Park and J.H. Han, J. Appl. Phys. 92, 5238 (2002); A. P. Zhang, L. B. Rowland, E. B. Kaminsky, V. Tilak, J. C. Grande, J. Teetsov, A. Vertiatchikh and L. F. Eastman, J. Electon. Mater. 32, 388 (2003) A.Y. Polyakov, A.V. Govorkov, N.B. Smirnov, Z-Q. Fang, D.C. Look, S.S. Park and J.H. Han, J. Appl. Phys. 92, 5238 (2002); A. P. Zhang, L. B. Rowland, E. B. Kaminsky, V. Tilak, J. C. Grande, J. Teetsov, A. Vertiatchikh and L. F. Eastman, J. Electon. Mater. 32, 388 (2003)
15.
Zurück zum Zitat S.S. Park, I-W. Park, S.H. Choh, Japn. J. Appl. Phys. 39, L1141 (2000)CrossRef S.S. Park, I-W. Park, S.H. Choh, Japn. J. Appl. Phys. 39, L1141 (2000)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat S.J. Xu, W. Liu and M.F. Li, Appl. Phys. Lett. 77, 3376 (2000), ibid, 81, 2959 (2002) S.J. Xu, W. Liu and M.F. Li, Appl. Phys. Lett. 77, 3376 (2000), ibid, 81, 2959 (2002)
17.
Zurück zum Zitat B.J. Skromme, J. Jayapalan, R.P. Vaudo, V.M. Phanse, Appl. Phys. Lett. 74, 2358 (1999)CrossRef B.J. Skromme, J. Jayapalan, R.P. Vaudo, V.M. Phanse, Appl. Phys. Lett. 74, 2358 (1999)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat H. Wang, K.S. Wong, B.A. Foreman, Z.Y. Yang, G.K.L. Wong, J. Appl. Phys. 83, 4773 (1998)CrossRef H. Wang, K.S. Wong, B.A. Foreman, Z.Y. Yang, G.K.L. Wong, J. Appl. Phys. 83, 4773 (1998)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat P. Asbeck, J. Appl. Phys. 48, 820 (1977); R. J. Nelson and R. G. Sobers, ibid, 49, 6103 (1978) P. Asbeck, J. Appl. Phys. 48, 820 (1977); R. J. Nelson and R. G. Sobers, ibid, 49, 6103 (1978)
21.
Zurück zum Zitat I.J. Blewett, N.R. Gallaher, A.K. Kar, B.S. Wherett, J. Opt. Soc. Am. B 13, 779 (1996)CrossRef I.J. Blewett, N.R. Gallaher, A.K. Kar, B.S. Wherett, J. Opt. Soc. Am. B 13, 779 (1996)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Ph. Renaud, F. Raymond, B. Bensaїd, C. Vèrié, J. appl. Phys. 71, 1907 (1992)CrossRef Ph. Renaud, F. Raymond, B. Bensaїd, C. Vèrié, J. appl. Phys. 71, 1907 (1992)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat J. Feldmann, G. Peter, E.O. Göbel, P. Dawson, K. Moore, C. Foxon, R.J. Elliott, Phys. Rev. Lett. 59, 2337 (1987)CrossRef J. Feldmann, G. Peter, E.O. Göbel, P. Dawson, K. Moore, C. Foxon, R.J. Elliott, Phys. Rev. Lett. 59, 2337 (1987)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat G.W. ‘t Hooft, W.A.J.A. van der Poel, L.W. Molenkamp, C.T. Foxon, Phys. Rev. B 35, 8281 (1987)CrossRef G.W. ‘t Hooft, W.A.J.A. van der Poel, L.W. Molenkamp, C.T. Foxon, Phys. Rev. B 35, 8281 (1987)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat L.C. Andreani, A. d’Andrea, R. del Sole, Phys. Lett. A 168, 451 (1992)CrossRef L.C. Andreani, A. d’Andrea, R. del Sole, Phys. Lett. A 168, 451 (1992)CrossRef
Metadaten
Titel
Surface and bulk exciton recombination dynamics in GaN freestanding films via one- and two-photon excitations
verfasst von
Yongchun Zhong
Kam Sing Wong
Weili Zhang
D. C. Look
Publikationsdatum
01.10.2007
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe Sonderheft 1/2007
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-007-9253-1

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