Defects in GaN and AlGaN Studied by Positron Annihilation Spectroscopy

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorOila, Juha
dc.contributor.authorKivioja, Jani
dc.contributor.departmentTeknillisen fysiikan ja matematiikan osastofi
dc.contributor.schoolTeknillinen korkeakoulufi
dc.contributor.schoolHelsinki University of Technologyen
dc.contributor.supervisorSaarinen, Kimmo
dc.date.accessioned2020-12-04T13:19:52Z
dc.date.available2020-12-04T13:19:52Z
dc.date.issued2000
dc.description.abstractTyössä tutkittiin GaN- ja AlGaN-ohutkalvonäytteissä esiintyviä hilavirheitä positroniannihilaatiospektroskopialla. Työssä käytettiin TKK:n Fysiikan laboratorion kahta hitaiden positronien suihkua ja positronien elinaikamittalaitteistoa. Työssä mitattiin positronien keskimääräinen elinaika kahdessa HVPE-kasvatetussa GaN-ohutkalvonäytteessä. Vapaan positronin elinajaksi GaN-hilassa saatiin 156 ps ja galliumvakanssiin loukkuuntuneen positronin elinajaksi 235 ps. Nämä ovat samat kuin aiemmin tutkituissa erilliskiteissä. Näytteiden ei havaittu sisältävän Ga-vakanssien lisäksi muita positroneja loukkuunnuttavia virheitä. Positronin loukkuuntumiskertoimen lämpötilariippuvuus määritettiin elinaikamittausten perusteella. Loukkuuntumiskertoimen havaittiin noudattavan T[1/2]-lämpötilariippuvuutta, mikä osoittaa galliumvakanssin olevan negatiivisesti varautunut. Mitattujen GaN-näytteiden dislokaatio- ja epäpuhtaustiheyden oli mitattu olevan suurempi lähellä substraatin ja ohutkalvon välistä rajapintaa. Mittauksissa havaittiin myös vakanssikonsentraation suurenevan, kun etäisyys GaN/Al_(2)O_(3)-rajapintaan pieneni. Galliumvakanssin ja happiepäpuhtausatomin muodostaman (V_(Ga)-O_(N))-virhekompleksin muodostumisenergia on pienempi kuin yksittäisen Ga-vakanssin. Työssä tutkittiin Ga-vakanssia ympäröivien atomien elektronien liikemääräjakaumaa. Tulosten perusteella saatiin viitteitä (V_(Ga)-O_(N))-kompleksin muodostumisesta paljon happea sisältävissä näytteissä. Tutkituissa AlGaN-näytteissä oli aiemmin havaittu DX-hilavirhe. Tätä kuvaavan atomimallin mukaan DX-keskukseen liittyy voimakas hilarelaksaatio, jonka seurauksena hilaan syntyy vakanssin tyyppinen hilavirhe. DX-keskus on mahdollista virittää joko sopivalla valolla tai termisesti, jolloin virheeseen liittyvän tyhjän tilan tulee mallin mukaan kadota. Mittauksissa pyrittiin selvittämään, voidaanko tätä havaita positronien avulla. Työssä ei kuitenkaan saatu selkeää todistetta positronien loukkuuntumisesta DX-virheisiin.fi
dc.format.extent105
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/88346
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-2020120447181
dc.language.isofien
dc.programme.majorFysiikkafi
dc.programme.mcodeTfy-3fi
dc.rights.accesslevelclosedAccess
dc.subject.keywordpositron spectroscopyen
dc.subject.keywordpositronispektroskopiafi
dc.subject.keywordpoint defecten
dc.subject.keywordGaNfi
dc.subject.keywordDX centeren
dc.subject.keywordAlGaNfi
dc.subject.keywordhilavirhefi
dc.subject.keywordDX-keskusfi
dc.titleDefects in GaN and AlGaN Studied by Positron Annihilation Spectroscopyen
dc.titleGaN:ssä sekä AIGaN:ssä esiintyvien hilavirheiden tutkiminen positroniannihilaatiospektroskopiallafi
dc.type.okmG2 Pro gradu, diplomityö
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotPro gradu -tutkielmafi
dc.type.publicationmasterThesis
local.aalto.digiauthask
local.aalto.digifolderAalto_40884
local.aalto.idinssi15886
local.aalto.openaccessno
Files