journal article·2012-06

Phase separation in thick InGaN layers – A quantitative, nanoscale study by pulsed laser atom probe tomography

M. Müller, G.D.W. Smith, B. Gault, C.R.M. Grovenor

Acta Materialia· Volume 60· Issue 10
Publisher page

Abstract

Abstract Pulsed laser atom probe tomography was employed to study 300 nm thick In0.25Ga0.75N layers grown on a GaN buffer layer. The unique three-dimensional data provided by atom probe tomography revealed a complex microstructure in the InGaN formed by indium-rich columns and plates adjacent to strongly indium-depleted regions. This complex indium-related domain structure is likely to represent the early stages of spinodal decomposition occurring during layer growth. The interface with the buffer layer is characterized by the absence of this microstructure and a generally more homogeneous indium distribution. Also, a significantly reduced InN mole fraction was found in that region. Both are believed to be a result of the interfacial misfit strain, which suppresses phase separation and impedes indium incorporation during growth, which is termed the compositional pulling effect.
Source: openaire · Quality: candidate unverified · Source record ↗

Research context

OpenAlex topics: Advanced Materials Characterization Techniques · Metal and Thin Film Mechanics · Diamond and Carbon-based Materials Research

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

References (76)

Show source-provided references
1. Nakamura · Science · 1998 · 281 · 95610.1126/science.281.5379.956 ↗
2. Yam · Superlatt Microstruct · 2008 · 43 · 110.1016/j.spmi.2007.05.001 ↗
3. Walukiewicz · J Phys D · 2006 · 39 · R8310.1088/0022-3727/39/5/R01 ↗
4. Jain · J Appl Phys · 2000 · 87 · 96510.1063/1.371971 ↗
5. Narukawa · Appl Phys Lett · 1997 · 70 · 98110.1063/1.118455 ↗
6. Smeeton · Appl Phys Lett · 2003 · 83 · 541910.1063/1.1636534 ↗
7. Humphreys · Philos Mag · 2007 · 87 · 197110.1080/14786430701342172 ↗
8. O’Neill · Appl Phys Lett · 2003 · 83 · 196510.1063/1.1606105 ↗
9. Oliver · J Phys D · 2010 · 43
10. Ho · Appl Phys Lett · 1996 · 69 · 270110.1063/1.117683 ↗
11. Karpov · MRS Internet J Nitride Semicond Res · 1998 · 3 · 110.1557/S1092578300000880 ↗
12. Liu · Phys Rev B Condens Matter Mater Phys · 2008 · 77 · 205201-1
13. Zhang · Acta Mater · 2011 · 59 · 375910.1016/j.actamat.2010.11.020 ↗
14. Gault · Ultramicroscopy · 2011 · 111 · 44810.1016/j.ultramic.2010.11.016 ↗
15. Gault · J Appl Phys · 2010 · 108 · 044904-110.1063/1.3462399 ↗
16. Kellogg · J Appl Phys · 1980 · 51 · 118410.1063/1.327686 ↗
17. Tsong · Rev Sci Instrum · 1982 · 53 · 144210.1063/1.1137193 ↗
18. Cerezo · Appl Phys Lett · 1985 · 46 · 56710.1063/1.95541 ↗
19. Cerezo · J Microsc · 1986 · 141 · 15510.1111/j.1365-2818.1986.tb02712.x ↗
20. Grovenor · Inst Phys Conf Ser · 1987 · 87 · 665
21. Grovenor · Inst Phys Conf Ser · 1983 · 109
22. Kellogg · J Phys E · 1987 · 20 · 12510.1088/0022-3735/20/2/002 ↗
23. Cerezo · Mater Today · 2007 · 10 · 3610.1016/S1369-7021(07)70306-1 ↗
24. Thompson · Ultramicroscopy · 2007 · 107 · 13110.1016/j.ultramic.2006.06.008 ↗
25. Saxey · Ultramicroscopy · 2007 · 107 · 75610.1016/j.ultramic.2007.02.024 ↗
26. Thompson · Microsc Microanal · 2006 · 12 · 173610.1017/S1431927606065457 ↗
27. Kelly · Annu Rev Mater Res · 2007 · 37 · 68110.1146/annurev.matsci.37.052506.084239 ↗
28. Inoue · Appl Phys Lett · 2008 · 92 · 103506-1
29. Allen · Nat Nanotechnol · 2008 · 3 · 16810.1038/nnano.2008.5 ↗
30. Perea · Nat Nanotechnol · 2009 · 4 · 31510.1038/nnano.2009.51 ↗
31. Bougeard · Nano Lett · 2009 · 9 · 374310.1021/nl901928f ↗
32. Müller · Appl Phys Lett · 2008 · 92 · 233115-1
33. Gorman · Microsc Microanal · 2007 · 13 · 49310.1017/S1431927607070894 ↗
34. Giddings · Phys Rev B · 2011 · 83 · 205308-110.1103/PhysRevB.83.205308 ↗
35. Müller · Appl Phys Lett · 2012 · 100
36. Galtrey · J Appl Phys · 2008 · 104 · 013524-110.1063/1.2938081 ↗
37. Galtrey · Appl Phys Lett · 2008 · 92
38. Galtrey · Appl Phys Lett · 2007 · 90 · 061903-110.1063/1.2431573 ↗
39. Bennett · Appl Phys Lett · 2011 · 99
40. Rao · Appl Phys Lett · 2004 · 85 · 196110.1063/1.1791327 ↗
41. Bennett · Phys Status Solidi C Curr Top Solid State Phys · 2010 · 7 · 2268
42. Bas · Appl Surf Sci · 1995 · 87–88 · 29810.1016/0169-4332(94)00561-3 ↗
43. Miller · 1996
44. Hellman · Microsc Microanal · 2000 · 6 · 43710.1007/S100050010051 ↗
45. Müller · J Phys Conf Ser · 2011 · 326 · 1
46. Müller · Ultramicroscopy · 2011 · 111 · 48710.1016/j.ultramic.2010.11.019 ↗
47. Moody · Microsc Res Tech · 2008 · 71 · 54210.1002/jemt.20582 ↗
48. Kawaguchi · Mater Res Soc Symp Proc · 1997 · 449 · 8910.1557/PROC-449-89 ↗
49. Stringfellow · J Cryst Growth · 2010 · 312 · 73510.1016/j.jcrysgro.2009.12.018 ↗
50. Pristovsek · Phys Status Solidi C Curr Top Solid State Phys · 2009 · 6 · S381
51. Lin · J Cryst Growth · 2006 · 290 · 22510.1016/j.jcrysgro.2006.01.021 ↗
52. Soh · Thin Solid Films · 2007 · 515 · 450910.1016/j.tsf.2006.07.174 ↗
53. Walther · Appl Phys Lett · 1997 · 71 · 80910.1063/1.119653 ↗
54. Lei · J Appl Phys · 2010 · 108
55. Gerthsen · Phys Status Solidi C Conf · 2003 · 166810.1002/pssc.200303129 ↗
56. Blavette · Science · 1999 · 286 · 231710.1126/science.286.5448.2317 ↗
57. Thompson · Science · 2007 · 317 · 137010.1126/science.1145428 ↗
58. De Sousa Pereira · Adv Funct Mater · 2007 · 17 · 3710.1002/adfm.200600650 ↗
59. Parker · Appl Phys Lett · 1999 · 75 · 277610.1063/1.125146 ↗
60. Akasaki · Jpn J Appl Phys Part 1 Regul Pap Short Note Rev Pap · 1997 · 36 · 539310.1143/JJAP.36.5393 ↗
61. Ponce · Phys Status Solidi B Basic Res · 2003 · 240 · 27310.1002/pssb.200303527 ↗
62. Kawaguchi · J Cryst Growth · 1998 · 189–190 · 2410.1016/S0022-0248(98)00149-3 ↗
63. Chang · Appl Phys Lett · 2001 · 79 · 92810.1063/1.1391409 ↗
64. Lei · Appl Phys Lett · 2010 · 96 · 161901-1
65. Ye · Solid State Commun · 2010 · 150 · 127510.1016/j.ssc.2010.05.023 ↗
66. Sato · Jpn J Appl Phys Part 1 Regul Pap Short Note Rev Pap · 1998 · 37 · 201310.1143/JJAP.37.2013 ↗
67. Moram · Adv Mater · 2009 · 21 · 394110.1002/adma.200901095 ↗
68. Lester · Appl Phys Lett · 1995 · 66 · 124910.1063/1.113252 ↗
69. Duxbury · Appl Phys Lett · 2000 · 76 · 160010.1063/1.126108 ↗
70. Shimizu · J Appl Phys · 2011 · 109
71. Morales · Acta Mater · 2009 · 57 · 568110.1016/j.actamat.2009.07.063 ↗
72. Hyde · Acta Metall Mater · 1995 · 43 · 340310.1016/0956-7151(95)00041-S ↗
73. Hyde · Acta Metall Mater · 1995 · 43 · 341510.1016/0956-7151(95)00042-T ↗
74. Miller · Acta Metall Mater · 1995 · 43 · 338510.1016/0956-7151(95)00040-3 ↗
75. Hetherington · Surf Sci · 1991 · 246 · 30410.1016/0039-6028(91)90431-Q ↗
76. Porter · 1992