한국진공학회지 (Journal of the Korean Vacuum Society)

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Eu이 이온주입된 undoped와 Mg-doped GaN의 분광 특성 연구

Optical characterization on undoped and Mg-doped GaN implanted with Eu

  • 이소원 (한국외국어대학교 전자물리학과) ;
  • 문주영 (한국외국어대학교 전자물리학과) ;
  • 이석주 (한국외국어대학교 전자물리학과)
  • Lee, So-Won (Department of Physics, Hankuk University of Foreign Studies) ;
  • Moon, Joo-Young (Department of Physics, Hankuk University of Foreign Studies) ;
  • Rhee, Seuk-Joo (Department of Physics, Hankuk University of Foreign Studies)
  • 발행 : 2008.07.30
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초록

Eu을 이온주입한 GaN 시료에 대하여 Eu의 site들에 대한 연구와 Mg을 같이 도핑하였을 때의 효과를 분석하였다. 빨간색 광원으로 주목받는 620nm 근처의 Eu의 $^5D_0\;{\rightarrow}\;^7F_2$ 전이에 대하여 photoluminescence (PL) 와 PL 여기 분광법을 이용하여 GaN 내에서 Eu 이온이 자리하는 이미 알려진 2 개의 site 이외에도 2 종류의 site들이 있음을 확인하였다. 이들 중 한 site는 Mg의 codoping에 의하여 PL 크기가 약 1.6배 증가하였다. 이는 GaN의 밴드갭보다 작은 trap에 의해 에너지를 전달받는 Er이나 Nd보다 Mg의 도핑에 의한 효과가 매우 작은 것이다. GaN:Eu에서는 Mg과 관련된 trap을 통하지 않고 GaN에서 직접 Eu으로 에너지를 전달하기 때문으로 생각된다.

Eu sites and the effect of Mg codoping were investigated in Eu-implanted GaN films. Photoluminescence (PL) and PL excitation spectroscopies were performed on 620nm $^5D_0\;{\rightarrow}\;^7F_2$ Eu ionic level transition and revealed the existence of 4 different Eu sites including the known 2 sites. PL intensity from one of the sites increased by a factor of 1.6 by the Mg-codoping. The enhancement of PL by Mg-codoping was less pronounced than Er- and Nd-implanted GaN, in which the trap-mediated energy transfer dominates. In GaN:Eu the above-gap excitation transfers the energy directly to the Mg related Eu site.

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참고문헌

  1. Introduction to Nitride Semiconductor Blue Lasers and Light Emitting Diodes, edited by S. Nakamura and S. F. Chichibu, (Taylor & Francis, London and New York, 2000)
  2. P. N. Favennec, H. L'Haridon, M. Salvi, D. Moutonnrt, and Y. Le Guillou, Electron. Lett. 25, 718 (1998).
  3. D. S. Lee, J. Heikenfeld, R. Birkhahn, M. Garter, B. K. Lee, and A. J. Steckl, Appl. Phys. Lett. 76, 1525 (2000) https://doi.org/10.1063/1.126084
  4. J. Sawahata, H. Bang, J. W. Seo, T. Tsukamoto, and K. Akimoto, Optical Mater. 28, 759 (2006) https://doi.org/10.1016/j.optmat.2005.09.016
  5. T. Andreev, E. Monroy, B. Gayral, B. Daudin, N. Q. Liem, Y. Hori, M. Tanaka, O. Oda, and D. L. S. Dang, Appl. Phys. Lett. 87, 021906 (2005) https://doi.org/10.1063/1.1992667
  6. A. P. Vajpeyi, S. Tripathy, L. S. Wang, B. C. Foo, S. J. Chua, E. A. Fitzgerald, and E. Alves, J. Appl. Phys. 99, 104305 (2006) https://doi.org/10.1063/1.2191647
  7. V. Mahalingam, M. Tan, P. Munusamy, J. B. Gilroy, and F. van Veggel, Adv. Funct. Mater. 17, 3462 (2007) https://doi.org/10.1002/adfm.200601236
  8. Y. Kim, J. Kor. Vac. Soc. 16, 210 (2007) https://doi.org/10.5757/JKVS.2007.16.3.210
  9. A. J. Steckl and R. Birkhahn, Appl. Phys. Lett. 73, 1700 (1998) https://doi.org/10.1063/1.122250
  10. S. Kim, S. J. Rhee, X. Li, J. J. Coleman, and S. G. Bishop, Phys. Rev. B57, 14588 (1998)
  11. C. W. Lee, H. O. Everitt, D. S. Lee, A. J. Steckl, and J. M. Zavada, J. Appl. Phys. 95, 7717 (2004) https://doi.org/10.1063/1.1738529
  12. K. Wang, R. W. Martin, E. Nogales, V. Katchkanov, K. P. O'Donnell, S. Hernandez, K. Lorentz, E. Alves, S. Ruffenach, and O. Briot, Optical Mater. 28, 797 (2006) https://doi.org/10.1016/j.optmat.2005.09.026
  13. K. Wang, R. W. Martin, K. P. O'Donnell, V. Katchkanov, E. Nogales, K. Lorentz, E. Alves, S. Ruffenach, and O. Briot, Appl. Phys. Lett. 87, 112107 (2005) https://doi.org/10.1063/1.2045551
  14. S. Kim, S. J. Rhee, X. Li, J. J. Coleman, and S. G. Bishop, Appl. Phys. Lett. 76, 2403 (2000) https://doi.org/10.1063/1.126358
  15. J. H. Song and S. J. Rhee, J. Kor. Vac. Soc. 15, 624 (2006)
  16. A. Ishizumi, J. Sawahata, K. Akimoto, and Y. Kanemitsu, Mater. Sci. Eng. B 146, 186 (2008) https://doi.org/10.1016/j.mseb.2007.07.075
  17. K. P. O'Donnell, V. Katchkanov, K. Wang, R. W. Martin, P. R. Edwards, B. Hourahine, E. Nogales, J. F. W. Mosselmans, and B. De Vries, Mater, Res. Soc. Symp. Proc. 831, 527 (2005)
  18. M. Tanaka, S. Morishima, H. Bang, J. S. Ahn, T. Sekiguchi, and K. Akimoto, Phys. Stat. Sol. (c) 0, 2639 (2003) https://doi.org/10.1002/pssc.200303447