Abstract

The band-edge property and built-in electric fields of two different AlxGa1xNGaN (AlGaNGaN) heterostructures (HSs) with and without an additional AlGaN inserted layer were studied by thermoreflectance (TR), photoluminescence (PL), and contactless electroreflectance (CER) techniques. The PL spectra characterize the band-edge luminescence property of GaN. Free exciton transitions of AlGaN and GaN were probed experimentally by TR. Prominent Franz–Keldysh oscillations (FKOs) of GaN and the opposite FKO phase of AlGaN were simultaneously detected by the additional AlGaN inserted sample with CER owing to the enhancement effect of built-in electric fields of GaN and AlGaN with the same polarity direction. Optoelectronics properties of the two HSs were characterized by the experimental analyses.

© 2009 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. Y. F. Wu, D. Kapolnek, J. P. Ibbetson, P. Parikh, B. P. Keller, and U. K. Mishra, IEEE Trans. Electron Devices 48, 586 (2001).
    [CrossRef]
  2. Ü. Özgür, H. O. Everitt, L. He, and H. Morkoç, Appl. Phys. Lett. 82, 4080 (2003).
    [CrossRef]
  3. W. Krystek, F. H. Pollak, Z. C. Feng, M. Schurman, and R. A. Stall, Appl. Phys. Lett. 72, 1353 (1998).
    [CrossRef]
  4. C. H. Chang, D. P. Wang, C. C. Wu, C. L. Hsiao, and L. W. Tu, Appl. Phys. Lett. 87, 202103 (2005).
    [CrossRef]
  5. R. Katayama, K. Onabe, H. Yaguchi, T. Matsushita, and T. Kondo, Appl. Phys. Lett. 91, 061917 (2007).
    [CrossRef]
  6. C. H. Ho, K. W. Huang, Y. S. Lin and D. Y. Lin, Opt. Express 13, 3951 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. C. H. Ho, H. W. Lee, and Z. H. Cheng, Rev. Sci. Instrum. 75, 1098 (2004).
    [CrossRef]
  8. T. Onuma, S. F. Chichibu, A. Uedono, T. Sota, P. Cantu, T. M. Katona, J. F. Keading, S. Keller, U. K. Mishra, S. Nakamura, and S. P. DenBaars, J. Appl. Phys. 95, 2495 (2004).
    [CrossRef]
  9. H. S. Kwack, Y. H. Cho, G. H. Kim, M. R. Park, D. H. Youn, S. B. Bae, K. S. Lee, J. H. Lee, J. H. Lee, T. W. Kim, and K. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 87, 041909 (2005).
    [CrossRef]
  10. H. Shen and F. H. Pollak, Phys. Rev. B 42, 7097 (1990).
    [CrossRef]
  11. R. Kudrawiec, M. Syperek, J. Misiewicz, M. Rudzinski, A. P. Grezegorczyk, P. R. Hageman, and P. K. Larsen, Appl. Phys. Lett. 87, 153502 (2005).
    [CrossRef]

2007 (1)

R. Katayama, K. Onabe, H. Yaguchi, T. Matsushita, and T. Kondo, Appl. Phys. Lett. 91, 061917 (2007).
[CrossRef]

2005 (4)

C. H. Ho, K. W. Huang, Y. S. Lin and D. Y. Lin, Opt. Express 13, 3951 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

C. H. Chang, D. P. Wang, C. C. Wu, C. L. Hsiao, and L. W. Tu, Appl. Phys. Lett. 87, 202103 (2005).
[CrossRef]

H. S. Kwack, Y. H. Cho, G. H. Kim, M. R. Park, D. H. Youn, S. B. Bae, K. S. Lee, J. H. Lee, J. H. Lee, T. W. Kim, and K. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 87, 041909 (2005).
[CrossRef]

R. Kudrawiec, M. Syperek, J. Misiewicz, M. Rudzinski, A. P. Grezegorczyk, P. R. Hageman, and P. K. Larsen, Appl. Phys. Lett. 87, 153502 (2005).
[CrossRef]

2004 (2)

C. H. Ho, H. W. Lee, and Z. H. Cheng, Rev. Sci. Instrum. 75, 1098 (2004).
[CrossRef]

T. Onuma, S. F. Chichibu, A. Uedono, T. Sota, P. Cantu, T. M. Katona, J. F. Keading, S. Keller, U. K. Mishra, S. Nakamura, and S. P. DenBaars, J. Appl. Phys. 95, 2495 (2004).
[CrossRef]

2003 (1)

Ü. Özgür, H. O. Everitt, L. He, and H. Morkoç, Appl. Phys. Lett. 82, 4080 (2003).
[CrossRef]

2001 (1)

Y. F. Wu, D. Kapolnek, J. P. Ibbetson, P. Parikh, B. P. Keller, and U. K. Mishra, IEEE Trans. Electron Devices 48, 586 (2001).
[CrossRef]

1998 (1)

W. Krystek, F. H. Pollak, Z. C. Feng, M. Schurman, and R. A. Stall, Appl. Phys. Lett. 72, 1353 (1998).
[CrossRef]

1990 (1)

H. Shen and F. H. Pollak, Phys. Rev. B 42, 7097 (1990).
[CrossRef]

Bae, S. B.

H. S. Kwack, Y. H. Cho, G. H. Kim, M. R. Park, D. H. Youn, S. B. Bae, K. S. Lee, J. H. Lee, J. H. Lee, T. W. Kim, and K. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 87, 041909 (2005).
[CrossRef]

Cantu, P.

T. Onuma, S. F. Chichibu, A. Uedono, T. Sota, P. Cantu, T. M. Katona, J. F. Keading, S. Keller, U. K. Mishra, S. Nakamura, and S. P. DenBaars, J. Appl. Phys. 95, 2495 (2004).
[CrossRef]

Chang, C. H.

C. H. Chang, D. P. Wang, C. C. Wu, C. L. Hsiao, and L. W. Tu, Appl. Phys. Lett. 87, 202103 (2005).
[CrossRef]

Cheng, Z. H.

C. H. Ho, H. W. Lee, and Z. H. Cheng, Rev. Sci. Instrum. 75, 1098 (2004).
[CrossRef]

Chichibu, S. F.

T. Onuma, S. F. Chichibu, A. Uedono, T. Sota, P. Cantu, T. M. Katona, J. F. Keading, S. Keller, U. K. Mishra, S. Nakamura, and S. P. DenBaars, J. Appl. Phys. 95, 2495 (2004).
[CrossRef]

Cho, Y. H.

H. S. Kwack, Y. H. Cho, G. H. Kim, M. R. Park, D. H. Youn, S. B. Bae, K. S. Lee, J. H. Lee, J. H. Lee, T. W. Kim, and K. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 87, 041909 (2005).
[CrossRef]

DenBaars, S. P.

T. Onuma, S. F. Chichibu, A. Uedono, T. Sota, P. Cantu, T. M. Katona, J. F. Keading, S. Keller, U. K. Mishra, S. Nakamura, and S. P. DenBaars, J. Appl. Phys. 95, 2495 (2004).
[CrossRef]

Everitt, H. O.

Ü. Özgür, H. O. Everitt, L. He, and H. Morkoç, Appl. Phys. Lett. 82, 4080 (2003).
[CrossRef]

Feng, Z. C.

W. Krystek, F. H. Pollak, Z. C. Feng, M. Schurman, and R. A. Stall, Appl. Phys. Lett. 72, 1353 (1998).
[CrossRef]

Grezegorczyk, A. P.

R. Kudrawiec, M. Syperek, J. Misiewicz, M. Rudzinski, A. P. Grezegorczyk, P. R. Hageman, and P. K. Larsen, Appl. Phys. Lett. 87, 153502 (2005).
[CrossRef]

Hageman, P. R.

R. Kudrawiec, M. Syperek, J. Misiewicz, M. Rudzinski, A. P. Grezegorczyk, P. R. Hageman, and P. K. Larsen, Appl. Phys. Lett. 87, 153502 (2005).
[CrossRef]

He, L.

Ü. Özgür, H. O. Everitt, L. He, and H. Morkoç, Appl. Phys. Lett. 82, 4080 (2003).
[CrossRef]

Ho, C. H.

C. H. Ho, K. W. Huang, Y. S. Lin and D. Y. Lin, Opt. Express 13, 3951 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

C. H. Ho, H. W. Lee, and Z. H. Cheng, Rev. Sci. Instrum. 75, 1098 (2004).
[CrossRef]

Hsiao, C. L.

C. H. Chang, D. P. Wang, C. C. Wu, C. L. Hsiao, and L. W. Tu, Appl. Phys. Lett. 87, 202103 (2005).
[CrossRef]

Huang, K. W.

Ibbetson, J. P.

Y. F. Wu, D. Kapolnek, J. P. Ibbetson, P. Parikh, B. P. Keller, and U. K. Mishra, IEEE Trans. Electron Devices 48, 586 (2001).
[CrossRef]

Kapolnek, D.

Y. F. Wu, D. Kapolnek, J. P. Ibbetson, P. Parikh, B. P. Keller, and U. K. Mishra, IEEE Trans. Electron Devices 48, 586 (2001).
[CrossRef]

Katayama, R.

R. Katayama, K. Onabe, H. Yaguchi, T. Matsushita, and T. Kondo, Appl. Phys. Lett. 91, 061917 (2007).
[CrossRef]

Katona, T. M.

T. Onuma, S. F. Chichibu, A. Uedono, T. Sota, P. Cantu, T. M. Katona, J. F. Keading, S. Keller, U. K. Mishra, S. Nakamura, and S. P. DenBaars, J. Appl. Phys. 95, 2495 (2004).
[CrossRef]

Keading, J. F.

T. Onuma, S. F. Chichibu, A. Uedono, T. Sota, P. Cantu, T. M. Katona, J. F. Keading, S. Keller, U. K. Mishra, S. Nakamura, and S. P. DenBaars, J. Appl. Phys. 95, 2495 (2004).
[CrossRef]

Keller, B. P.

Y. F. Wu, D. Kapolnek, J. P. Ibbetson, P. Parikh, B. P. Keller, and U. K. Mishra, IEEE Trans. Electron Devices 48, 586 (2001).
[CrossRef]

Keller, S.

T. Onuma, S. F. Chichibu, A. Uedono, T. Sota, P. Cantu, T. M. Katona, J. F. Keading, S. Keller, U. K. Mishra, S. Nakamura, and S. P. DenBaars, J. Appl. Phys. 95, 2495 (2004).
[CrossRef]

Kim, G. H.

H. S. Kwack, Y. H. Cho, G. H. Kim, M. R. Park, D. H. Youn, S. B. Bae, K. S. Lee, J. H. Lee, J. H. Lee, T. W. Kim, and K. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 87, 041909 (2005).
[CrossRef]

Kim, T. W.

H. S. Kwack, Y. H. Cho, G. H. Kim, M. R. Park, D. H. Youn, S. B. Bae, K. S. Lee, J. H. Lee, J. H. Lee, T. W. Kim, and K. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 87, 041909 (2005).
[CrossRef]

Kondo, T.

R. Katayama, K. Onabe, H. Yaguchi, T. Matsushita, and T. Kondo, Appl. Phys. Lett. 91, 061917 (2007).
[CrossRef]

Krystek, W.

W. Krystek, F. H. Pollak, Z. C. Feng, M. Schurman, and R. A. Stall, Appl. Phys. Lett. 72, 1353 (1998).
[CrossRef]

Kudrawiec, R.

R. Kudrawiec, M. Syperek, J. Misiewicz, M. Rudzinski, A. P. Grezegorczyk, P. R. Hageman, and P. K. Larsen, Appl. Phys. Lett. 87, 153502 (2005).
[CrossRef]

Kwack, H. S.

H. S. Kwack, Y. H. Cho, G. H. Kim, M. R. Park, D. H. Youn, S. B. Bae, K. S. Lee, J. H. Lee, J. H. Lee, T. W. Kim, and K. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 87, 041909 (2005).
[CrossRef]

Larsen, P. K.

R. Kudrawiec, M. Syperek, J. Misiewicz, M. Rudzinski, A. P. Grezegorczyk, P. R. Hageman, and P. K. Larsen, Appl. Phys. Lett. 87, 153502 (2005).
[CrossRef]

Lee, H. W.

C. H. Ho, H. W. Lee, and Z. H. Cheng, Rev. Sci. Instrum. 75, 1098 (2004).
[CrossRef]

Lee, J. H.

H. S. Kwack, Y. H. Cho, G. H. Kim, M. R. Park, D. H. Youn, S. B. Bae, K. S. Lee, J. H. Lee, J. H. Lee, T. W. Kim, and K. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 87, 041909 (2005).
[CrossRef]

H. S. Kwack, Y. H. Cho, G. H. Kim, M. R. Park, D. H. Youn, S. B. Bae, K. S. Lee, J. H. Lee, J. H. Lee, T. W. Kim, and K. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 87, 041909 (2005).
[CrossRef]

Lee, K. S.

H. S. Kwack, Y. H. Cho, G. H. Kim, M. R. Park, D. H. Youn, S. B. Bae, K. S. Lee, J. H. Lee, J. H. Lee, T. W. Kim, and K. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 87, 041909 (2005).
[CrossRef]

Lin, D. Y.

Lin, Y. S.

Matsushita, T.

R. Katayama, K. Onabe, H. Yaguchi, T. Matsushita, and T. Kondo, Appl. Phys. Lett. 91, 061917 (2007).
[CrossRef]

Mishra, U. K.

T. Onuma, S. F. Chichibu, A. Uedono, T. Sota, P. Cantu, T. M. Katona, J. F. Keading, S. Keller, U. K. Mishra, S. Nakamura, and S. P. DenBaars, J. Appl. Phys. 95, 2495 (2004).
[CrossRef]

Y. F. Wu, D. Kapolnek, J. P. Ibbetson, P. Parikh, B. P. Keller, and U. K. Mishra, IEEE Trans. Electron Devices 48, 586 (2001).
[CrossRef]

Misiewicz, J.

R. Kudrawiec, M. Syperek, J. Misiewicz, M. Rudzinski, A. P. Grezegorczyk, P. R. Hageman, and P. K. Larsen, Appl. Phys. Lett. 87, 153502 (2005).
[CrossRef]

Morkoç, H.

Ü. Özgür, H. O. Everitt, L. He, and H. Morkoç, Appl. Phys. Lett. 82, 4080 (2003).
[CrossRef]

Nakamura, S.

T. Onuma, S. F. Chichibu, A. Uedono, T. Sota, P. Cantu, T. M. Katona, J. F. Keading, S. Keller, U. K. Mishra, S. Nakamura, and S. P. DenBaars, J. Appl. Phys. 95, 2495 (2004).
[CrossRef]

Onabe, K.

R. Katayama, K. Onabe, H. Yaguchi, T. Matsushita, and T. Kondo, Appl. Phys. Lett. 91, 061917 (2007).
[CrossRef]

Onuma, T.

T. Onuma, S. F. Chichibu, A. Uedono, T. Sota, P. Cantu, T. M. Katona, J. F. Keading, S. Keller, U. K. Mishra, S. Nakamura, and S. P. DenBaars, J. Appl. Phys. 95, 2495 (2004).
[CrossRef]

Özgür, Ü.

Ü. Özgür, H. O. Everitt, L. He, and H. Morkoç, Appl. Phys. Lett. 82, 4080 (2003).
[CrossRef]

Parikh, P.

Y. F. Wu, D. Kapolnek, J. P. Ibbetson, P. Parikh, B. P. Keller, and U. K. Mishra, IEEE Trans. Electron Devices 48, 586 (2001).
[CrossRef]

Park, M. R.

H. S. Kwack, Y. H. Cho, G. H. Kim, M. R. Park, D. H. Youn, S. B. Bae, K. S. Lee, J. H. Lee, J. H. Lee, T. W. Kim, and K. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 87, 041909 (2005).
[CrossRef]

Pollak, F. H.

W. Krystek, F. H. Pollak, Z. C. Feng, M. Schurman, and R. A. Stall, Appl. Phys. Lett. 72, 1353 (1998).
[CrossRef]

H. Shen and F. H. Pollak, Phys. Rev. B 42, 7097 (1990).
[CrossRef]

Rudzinski, M.

R. Kudrawiec, M. Syperek, J. Misiewicz, M. Rudzinski, A. P. Grezegorczyk, P. R. Hageman, and P. K. Larsen, Appl. Phys. Lett. 87, 153502 (2005).
[CrossRef]

Schurman, M.

W. Krystek, F. H. Pollak, Z. C. Feng, M. Schurman, and R. A. Stall, Appl. Phys. Lett. 72, 1353 (1998).
[CrossRef]

Shen, H.

H. Shen and F. H. Pollak, Phys. Rev. B 42, 7097 (1990).
[CrossRef]

Sota, T.

T. Onuma, S. F. Chichibu, A. Uedono, T. Sota, P. Cantu, T. M. Katona, J. F. Keading, S. Keller, U. K. Mishra, S. Nakamura, and S. P. DenBaars, J. Appl. Phys. 95, 2495 (2004).
[CrossRef]

Stall, R. A.

W. Krystek, F. H. Pollak, Z. C. Feng, M. Schurman, and R. A. Stall, Appl. Phys. Lett. 72, 1353 (1998).
[CrossRef]

Syperek, M.

R. Kudrawiec, M. Syperek, J. Misiewicz, M. Rudzinski, A. P. Grezegorczyk, P. R. Hageman, and P. K. Larsen, Appl. Phys. Lett. 87, 153502 (2005).
[CrossRef]

Tu, L. W.

C. H. Chang, D. P. Wang, C. C. Wu, C. L. Hsiao, and L. W. Tu, Appl. Phys. Lett. 87, 202103 (2005).
[CrossRef]

Uedono, A.

T. Onuma, S. F. Chichibu, A. Uedono, T. Sota, P. Cantu, T. M. Katona, J. F. Keading, S. Keller, U. K. Mishra, S. Nakamura, and S. P. DenBaars, J. Appl. Phys. 95, 2495 (2004).
[CrossRef]

Wang, D. P.

C. H. Chang, D. P. Wang, C. C. Wu, C. L. Hsiao, and L. W. Tu, Appl. Phys. Lett. 87, 202103 (2005).
[CrossRef]

Wang, K. L.

H. S. Kwack, Y. H. Cho, G. H. Kim, M. R. Park, D. H. Youn, S. B. Bae, K. S. Lee, J. H. Lee, J. H. Lee, T. W. Kim, and K. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 87, 041909 (2005).
[CrossRef]

Wu, C. C.

C. H. Chang, D. P. Wang, C. C. Wu, C. L. Hsiao, and L. W. Tu, Appl. Phys. Lett. 87, 202103 (2005).
[CrossRef]

Wu, Y. F.

Y. F. Wu, D. Kapolnek, J. P. Ibbetson, P. Parikh, B. P. Keller, and U. K. Mishra, IEEE Trans. Electron Devices 48, 586 (2001).
[CrossRef]

Yaguchi, H.

R. Katayama, K. Onabe, H. Yaguchi, T. Matsushita, and T. Kondo, Appl. Phys. Lett. 91, 061917 (2007).
[CrossRef]

Youn, D. H.

H. S. Kwack, Y. H. Cho, G. H. Kim, M. R. Park, D. H. Youn, S. B. Bae, K. S. Lee, J. H. Lee, J. H. Lee, T. W. Kim, and K. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 87, 041909 (2005).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (6)

Ü. Özgür, H. O. Everitt, L. He, and H. Morkoç, Appl. Phys. Lett. 82, 4080 (2003).
[CrossRef]

W. Krystek, F. H. Pollak, Z. C. Feng, M. Schurman, and R. A. Stall, Appl. Phys. Lett. 72, 1353 (1998).
[CrossRef]

C. H. Chang, D. P. Wang, C. C. Wu, C. L. Hsiao, and L. W. Tu, Appl. Phys. Lett. 87, 202103 (2005).
[CrossRef]

R. Katayama, K. Onabe, H. Yaguchi, T. Matsushita, and T. Kondo, Appl. Phys. Lett. 91, 061917 (2007).
[CrossRef]

H. S. Kwack, Y. H. Cho, G. H. Kim, M. R. Park, D. H. Youn, S. B. Bae, K. S. Lee, J. H. Lee, J. H. Lee, T. W. Kim, and K. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 87, 041909 (2005).
[CrossRef]

R. Kudrawiec, M. Syperek, J. Misiewicz, M. Rudzinski, A. P. Grezegorczyk, P. R. Hageman, and P. K. Larsen, Appl. Phys. Lett. 87, 153502 (2005).
[CrossRef]

IEEE Trans. Electron Devices (1)

Y. F. Wu, D. Kapolnek, J. P. Ibbetson, P. Parikh, B. P. Keller, and U. K. Mishra, IEEE Trans. Electron Devices 48, 586 (2001).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

T. Onuma, S. F. Chichibu, A. Uedono, T. Sota, P. Cantu, T. M. Katona, J. F. Keading, S. Keller, U. K. Mishra, S. Nakamura, and S. P. DenBaars, J. Appl. Phys. 95, 2495 (2004).
[CrossRef]

Opt. Express (1)

Phys. Rev. B (1)

H. Shen and F. H. Pollak, Phys. Rev. B 42, 7097 (1990).
[CrossRef]

Rev. Sci. Instrum. (1)

C. H. Ho, H. W. Lee, and Z. H. Cheng, Rev. Sci. Instrum. 75, 1098 (2004).
[CrossRef]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (3)

Fig. 1
Fig. 1

TR and PL spectra of Al Ga N Ga N of (a) A1 and (b) A2 at 300 and 30 K .

Fig. 2
Fig. 2

CER spectra of A1 and A2 samples at 300 K .

Fig. 3
Fig. 3

The dependence and analysis of [ 4 ( 3 π ) ] ( E n E 0 ) 3 2 versus the index of extremums in the FKOs of A2, where E n is the energy of the n th extremum, E 0 is the bandgap, and χ is the arbitrary phase factor. (b) The probable band scheme of A2.

Metrics