Exciton recombination dynamics in a-plane (Al,Ga)N/GaN quantum wells probed by picosecond photo and cathodoluminescence
Exciton recombination dynamics in a-plane (Al,Ga)N/GaN quantum wells probed by picosecond photo and cathodoluminescence
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通过皮秒光和阴极发光探测 a 面 (Al,Ga)N/GaN 量子阱中的激子复合动力学
DOI：
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发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
B. Deveaud
中科院分区：
文献类型：
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作者：
P. Corfdir;P. Lefebvre;L. Balet;S. Sonderegger;A. Dussaigne;T. Zhu;D. Martin;J. Ganiére;N. Grandjean;B. Deveaud
我们对 3.8 nm 厚的 a 面 (Al,Ga)N/GaN 量子阱 (QW) 中的激子复合机制进行了低温时间分辨阴极发光和光致发光联合研究。我们观察到 QW 激子和位于穿过 QW 平面的基底堆垛层错 (BSF) 上的激子的发光，在交叉点形成量子线 (QWR)。我们表明，QW 激子的动力学主要由 QWR 上的捕获决定，其特征衰减时间范围为 50 至 350 ps，具体取决于 BSF 的局部密度是大还是小。因此，我们将非极性 (Al,Ga)/GaN QW 中时间分辨光致发光通常观察到的多指数行为与 QW 激子动力学对局部 BSF 密度的空间依赖性联系起来。 QWR 激子衰减时间与 BSF 中的局域密度无关，其温度演化在 60 K 以下表现出零维行为。我们提出沿线轴的 QWR 激子局域化是由井宽通量引起的。
We present a combined low-temperature time-resolved cathodoluminescence and photoluminescence study of exciton recombination mechanisms in a 3.8 nm thick a-plane (Al,Ga)N/GaN quantum well (QW). We observe the luminescence from QW excitons and from excitons localized on basal stacking faults (BSFs) crossing the QW plane, forming quantum wires (QWRs) at the intersection. We show that the dynamics of QW excitons is dominated by their capture on QWRs, with characteristic decay times ranging from 50 to 350 ps, depending on whether the local density of BSFs is large or small. We therefore relate the multiexponential behavior generally observed by time-resolved photoluminescence in non-polar (Al,Ga)/GaN QW to the spatial dependence of QW exciton dynamics on the local BSF density. QWR exciton decay time is independent of the local density in BSFs and its temperature evolution exhibits a zero-dimensional behavior below 60 K. We propose that QWR exciton localization along the wire axis is induced by well-width fluc...