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(0001ˉ)面p型氮化镓经镁与氢顺序离子注入后近带边发射的室温光致发光寿命

DOI：10.1063/1.5050967 期刊：Applied Physics Letters 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:21
摘要： 采用Mg和H顺序离子注入后高温退火制备的(000(cid:2)1)N极性p型GaN，在300K下显示出近带边(NBE)发光。(000(cid:2)1)晶面样品中Mg与H浓度分别为1×101?和2×102? cm?3，经1230℃退火处理后，其NBE发光的最长光致发光寿命(sPL)在300K时为18皮秒。该数值与相同Mg浓度的(0001)Ga极性p型掺镁GaN(p-GaN:Mg)同质外延薄膜基本相当。通过关联sPL值与正电子湮没光谱测定的主要空位型缺陷浓度，估算出主要非辐射复合中心(NRCs)——即Ga空位团簇(VGa)?(VN)?等Ga空位(VGa)与N空位(VN)组合体——的电子俘获截面(rn)约为10?13 cm2量级。尽管缺陷团簇尺寸不同，该rn值与p-GaN:Mg外延层中主要NRCs（如VGa(VN)?或VGa(VN)?）的数值也具有可比性。这些rn值普遍大于n型GaN中主要NRCs（VGaVN双空位）的空穴俘获截面(rp=7×10?1? cm2)。
作者： K. Shima，H. Iguchi，T. Narita，K. Kataoka，K. Kojima，A. Uedono，S. F. Chichibu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究通过顺序离子注入Mg和H制备的(0001)面p型GaN近带边发射的室温光致发光寿命。

研究成果

研究表明，通过顺序离子注入Mg和H制备的（000(cid:2)1）p型GaN在300K下展现出与Ga极性p-GaN:Mg外延层相当的近带边（NBE）发光寿命。该研究估算了N极性I/I-GaN:Mg中主要非辐射复合中心（NRCs）的电子捕获截面，为理解这些材料中的非辐射复合过程提供了见解。

研究不足

该研究的局限性在于需要高温退火来激活注入的镁和氢，这可能会引入额外缺陷。正电子湮没谱技术检测中性缺陷的动态范围也是一大限制。

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