ハイドライド気相成長法によってホモエピ成長された高純度GaN膜のフォトルミネッセンス評価

摘要

GaNやその混晶の基礎材料物性は、完全には明らかにされていない。その要因として、完全な品質の結晶成長ができていないことが挙げられる。しかしながら、最近、ハイドライド気相成長法によって、非常に高純度のホモエピ成長GaN膜が実現された。そこで、本研究では、GaN結晶の本体の光学特性とキャリアダイナミクスを調べるために、2K～300Kの温度範囲で高純度GaN膜のフォトルミネッセンス（PL）評価を行った。その結果、極低温で、非常に鋭いピークからなるPLスペクトルを得ることができた。また、低温領域において、自由励起子発光（FX）とドナーに束縛された励起子（DBE）発光の強度比がドナー濃度と相関している一方で、高温領域では、ゼロフォノンラインに対する縦型光学（LO）フォノンレプリカの強度比がドナー以外の不純物の濃度に相関していることがわかった。