Optical Characterization on Undoped and Mg-doped GaN Implanted with Nd

The energy transfer process between GaN and Nd ions as well as Mg codoping effect were investigated in Nd-implanted GaN films. Photoluminescence (PL) and PL excitation spectroscopies were performed on $^4F_{3/2}{\rightarrow}^4I_{9/2}$ Nd ionic level transition. At least three below bandgap traps were identified in the energy transfer process. The number of one particular trap, which is assigned to be an isoelectronic Nd trap, is increased with the Mg-codoping. The emission efficiency with above gap excitation, which emulates the electrical excitation, is further increased in GaN:Mg,Nd.

Nd이 이온주입된 undoped와 Mg-doped GaN의 분광 특성 연구

Nd을 이온주입한 GaN를 이용하여 GaN와 Nd 이온 사이의 에너지 전달과정을 분석하고 Mg을 도핑 하였을 때의 효과를 보았다. Nd의 $^4F_{3/2}{\rightarrow}^4I_{9/2}$ 전이에 대하여 Photoluminescence (PL)와 PL excitation 방법을 이용하여 에너지 전달 경로에 적어도 3가지 이상의 밴드갭 내의 trap이 있음을 확인하였다. Mg이 doping된 GaN : Nd에서는 isoelectronic trap으로 생각되는 특정한 trap의 수가 증가되었음이 관측되었고 이로 인해 전기적으로 여기될 시료의 특성을 보여줄 밴드갭보다 큰 에너지를 이용한 여기 상태의 효율이 더욱 높아짐을 알 수 있었다.