Materials World Network: Wachstum von unpolarem und semipolarem GaN auf Si- und Saphir-Substraten und Untersuchung optischer Prozesse für hohe Effizienz

Ziel dieses Vorschlags ist die Untersuchung der Grundlagen des unpolaren und semipolaren GaN-Wachstums mit dem Ziel, die Mechanismen der Defektbildung und des Einbaus von Verunreinigungen sowie die für die strahlende Rekombination verantwortlichen Prozesse zu verstehen. Die Einsicht in die Mechanismen, die für die Defektbildung verantwortlich sind, wird es ermöglichen, Ansätze zur Verringerung der Defektdichte auszuarbeiten und das Material mit hoher optischer Qualität für Leuchtdioden und Laserdioden mit erhöhter Helligkeit herzustellen. Das Fehlen der Polarisation bei unpolarem GaN und die erheblich reduzierte Polarisation bei semipolarem GaN werden höhere Rekombinationsleistungen ermöglichen und die Abhängigkeit der Emissionsenergie vom Injektionsniveau beseitigen. Die Wahl von Si- und Saphir-Substraten ist durch ihre hohe Qualität und breite Verfügbarkeit motiviert, insbesondere im Zusammenhang mit Kostensenkungspraktiken bei hellen LEDs für Beleuchtungsanwendungen. Um die Synthese und die Eigenschaften von transformativen unpolaren und semipolaren Nitrid-Halbleiterstrukturen zu verstehen, wird ein multiinstitutionelles/multidisziplinäres Programm vorgeschlagen, das einzigartige Fachkenntnisse in der Züchtung an der Virginia Commonwealth University, umfangreiche Möglichkeiten für optische Präzisionsmessungen an der Universität Magdeburg (Deutschland) und nachgewiesene Erfahrung in der theoretischen Modellierung an der Universität Montpellier 2 (Frankreich) zusammenführt.

Materials World Network: Growth of nonpolar and semipolar GaN on Si and sapphire substrates and investigation of optical processes for high efficiency

The objective of this proposal is to investigate the fundamentals of nonpolar and semipolar GaN growth with the aim of understanding the mechanisms governing defect formation and impurity incorporation as well as processes responsible for radiative recombination. Insight into mechanisms responsible for the defect formation will make it possible to elaborate approaches for reducing defect density and produce the high-optical-quality material for light-emitting diodes and laser diodes with enhanced brightness. The lack of polarization in nonpolar GaN and substantially reduced polarization in semipolar GaN will allow higher recombination efficiencies and eliminate the dependence of emission energy on injection level. The choice of Si and sapphire substrates is motivated by their high quality and wide availability, particularly in the context of cost cutting practices in high brightness LEDs for lighting applications. A multiinstitutional/multidisciplinary program bringing together unique expertise in growth, based at Virginia Commonwealth University, extensive capabilities of precision optical measurements at University of Magdeburg (Germany), and demonstrated experience in theoretical modeling based at University of Montpellier 2 (France) is proposed for understanding the synthesis and properties of transformative nonpolar and semipolar nitride semiconductor structures.