H. Castañeda Lópeza, Seong–Il Kimb, Young–Hwan Kimb, Yong Tae Kimb, Akihiro Wakaharac, Chang–Sik Sond, and In–Hoon Choie
a Instituto Mexicano del Petróleo, México.
b Semiconductor Devices Laboratory, KIST, Seoul 136–791, Korea.
c Department of Electrical and Electronic Engineering, Toyohashi University of Technology, Toyohashi 441–8580, Japan.
d Deparment of Photonics, FIMM, Silla University, Busan 617–736, Korea, e–mail: csson@silla.ac.kr
e Department of Materials Science and Engineering, Korea University, Seoul 136–701, Korea.
]]>Recibido el 9 de junio de 2006
Aceptado el 11 de septiembre de 2006
Abstract
Optical properties of Er (Erbium)–doped GaN epilayers have been investigated using photoluminescence (PL). Various doses of Er ions were implanted on GaN epilayers by ion implantation. Sharp visible green emission lines due to inner 4f shell transitions for Er3+ were observed from the PL spectrum of Er–implanted GaN. The emission spectrum consists of two narrow green lines at 537 and 558 nm. The green emission lines are identified as Er3+ transitions from the 5H11/2 and 4S3/2 levels to the 4I15/2 ground state. The stronger peaks in the 5 × 10 14 cm–2 sample, together with the relatively higher intensity of the Er3+ luminescence in the lower doped sample, imply that some damage remains in the 1 × 1015 cm–2 sample. The peak positions of emission lines due to inner 4f shell transitions for Er3+ do not change with increasing temperature. This indicates that Er3+ related emission depends very little on the ambient temperature.
Keywords: GaN; implantation; Er; photoluminescence.
Resumen
Las propiedades ópticas de epicapas de GaN dopadas con Er (erbium) se han investigado usando fotoluminiscencia (FL). Varias dosis de iones de Er se implantaron en epicapas de GaN por implantación de iones. Se observaron líneas claramente visibles de emisión verde debidas a la transición de la capa interna 4f para Er3+ del espectro de FL de GaN implantado con Er. El espectro de emisión consiste en dos líneas verdes delgadas a 537 y 558 nm. Las líneas de emisión verdes se identifican como transiciones del Er3+ de los niveles 5H11/2 y 4S3/2 al estado base 4I15/2; los picos más fuertes en la muestra de 5 × 1014 cm–2, junto con la intensidad relativamente más alta de la luminiscencia Er3+ en la muestra dopada inferior. Esto implica que aún permanece algún daño en la muestra de 1 × 1015 cm–2. Las posiciones pico de las líneas de emisión debidas a las transiciones internas 4f para Er3+ no cambian con la temperatura creciente. Esto indica que la emisión relacionada con Er3+ depende muy poco de la temperatura del ambiente.
]]> Descriptores: GaN; implantación; Er; fotoluminiscencia.
PACS: 78.55.–m
DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF
Acknowledgement
This work is supported in part by International Science and Technology Cooperation Programs of KISTEP (M6–0302–01–0003/03–A01–03–003–10).
References
]]>1. Z. Li, H. Bang, G. Piao, J. Sawahata, and K. Akimoto, J. Crystal Growth 240 (2002) 382. [ Links ]
2. D.S. Lee and A.J. Steckl, Appl. Phys. Lett. 82 (1999) 55. [ Links ]
3. J. Heikenfeld, M. Garter, D.S. Lee, R. Birkhahn, and A.J. Steckl, Appl. Phys. Lett. 75 (1999) 1189. [ Links ]
4. A.J. Steckl, M. Garter, D.S. Lee, J. Heikenfeld, and R. Birkhahn, Appl. Phys. Lett. 75 (1999) 2184. [ Links ]
5. J.B. Gruber, B. Zandi, H.J. Lozykowski, and W.M. Jadwisienczak, J. Appl. Phys. 91 (2002) 2929. [ Links ]
6. T. Monterio et al., Phys. B 308 (2001) 22. [ Links ]
7. J.T. Torvik, R.J. Feuerstein, C.H. Qiu, J.I. Pankove, and F. Namavar, J. Appl. Phys. 82 (1997) 1824. [ Links ]
8. J. Heikenfeld and A J. Steckl, Appl. Phys. Lett. 77 (2000) 3520. [ Links ]
9. J.M. Zavada et al., Mat. Sci. Eng. B 81 (2001) 127. [ Links ]
10. S. Kim et al., Appl. Phys. Lett. 71 (1997) 231. [ Links ]
11. H.J. lozykowski, Phys. Rev. B 48 (1993) 17758. [ Links ] ]]>