Light-Emitting Diodes Based on InGaN/GaN Nanowires on Microsphere-Lithography-Patterned Si Substrates

Nanomaterials. 2022. Vol. 12. No. 12. Article 1993.

Dvoretckaia L. N., Gridchin V. O., Mozharov A. M., Maksimova A. A., Драгунова А. С., Melnichenko I., Mitin D. M., Vinogradov A. V., Mukhin I. S., Cirlin G. E.

Прямая интеграция эпитаксиальных гетероструктур III-V и III-N на кремниевых подложках является перспективным направлением для разработки оптоэлектронных устройств. Нитевидные нанокристаллы(ННК), благодаря своей уникальной геометрии, позволяют осуществлять прямой синтез полупроводниковых светоизлучающих диодов (LED) на кремниевых подложках с несогласованной кристаллической решеткой. В данной работе, мы представляем молекулярно-пучковую эпитаксию регулярных массивов гетероструктурированных ННК n-GaN/i-InGaN/p-GaN и триподов на подложках Si/SiO2, предварительно нанесенных с использованием экономичной и быстрой оптической литографии микросфер. Этот подход обеспечивает селективный синтез упорядоченных массивов ННК на кремниевых подложках большой площади. Экспериментально показано, что интерфейс ННК n-GaN/n-Si демонстрирует выпрямляющее поведение, а изготовленные светодиоды на основе ННК n-GaN/i-InGaN/p-GaN обладают электролюминесценцией в широком спектральном диапазоне с максимумом около 500 нм, который можно использовать для проявления многоцветного или белого света.

Ключевые слова: кремний, nanowires, молекулярно-пучковая эпитаксия, Si, molecular beam epitaxy, нитевидные нанокристаллы, III-N, microsphere lithography, light-emitting devices, Нитриды, литография микросфер, светоизлучающие устройства

ПУБЛИКАЦИЯ ПОДГОТОВЛЕНА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПРОЕКТА: Исследование оптических свойств и динамических процессов в новых полупроводниковых наногетероструктурах A3B5, перспективных для использования в качестве активной области светоизлучающих и фоточувствительных приборов оптоэлектроники (2022)