InGaN/GaN Yapılar için XRD-Raman Karşılaştırması

Bu çalışmada, InGaN/GaN yapılar Metal Organik Kimyasal Buhar Biriktirme (MOCVD) yöntemiyle büyütülmüştür. Bu InGaN/GaN yapıların bazı yapısal, optik ve morfolojik özellikleri detaylı olarak incelenmiştir. Yapısal analiz için X-ışınları kırınımı (XRD), optik özellikler için Raman ve morfolojik özellikler için Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) kullanılmıştır. XRD analizine göre her iki örnek altıgensel yapı sergilemiştir. Bu iki örnek için elde edilen XRD pikleri büyütme şartlarına bağlı olarak küçük farklılıklar göstermiştir. Gerilme ve stress değerleri XRD den elde edilip Raman sonuçlarıyla kıyaslanmıştır. Raman analizinde, her iki örnekte beş farklı kimyasal tespit edilmiştir. Raman analizi sonuçları XRD ile büyütme koşulları ile ve AFM görüntüleriyle iyi bir uyum içindedir. AFM görüntülerinde tepeler ve çukurlar görülebilir ve bunlar kısmen homojendir. AFM görüntülerinde bir de beyaz bölgeler vardır. Raman pik merkezi verilerine göre bu beyaz bölgeler Beyaz Pastır.

XRD vs Raman for InGaN/GaN Structures

In this study, InGaN/GaN structures are grown by using Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) technique. Somestructural, optical and morphological properties of InGaN/GaN structures are investigated in detail. For structural analysis, X-raydiffraction (XRD), for optical, Raman and morphological, Atomic Force Microscopy (AFM) measurement techniques are used. InXRD analysis both samples presented hexagonal crystal structure. XRD peaks for these two samples showed small differencesdependent on growth conditions. Strain and stress values are determined from XRD and they are compared with Raman results. InRaman analysis, five different chemicals are determined in both samples. Raman analysis results are in good accordance with XRD,growth conditions and AFM images. In AFM images, there can be seen hills and holes and they are partly homogeneous. Thereare also some white regions in AFM images. According to Raman peak center data, these white regions are detected as white rust.

___

  • [1] Huang C.F., Hsieh W.Y., Hsieh B.C., Hsieh C.H. and Lin C.F., “Characterization of InGaN-based photovoltaic devices by varying the indium contents”, Thin Solid Films, 529: 278-281, (2013).
  • [2] Neudeck P.G., R.S Okojie. and L.Y. Chen., “Hightemperature electronics - A role for wide bandgap semiconductors”, Proceedings of the Ieee, 90(6): 1065- 1076, (2002).
  • [3] Monemar B, Paskov P.P. and Kasic A., “Optical properties of InN—the bandgap question”, Supperlatt. Microstruct, 38, (2005).
  • [4] Nanishi Y., Saito Y. and Yamaguchi T., “RF-Molecular Beam Epitaxy Growth and Properties of InN and Related Alloys”, Japan J. Appl. Phys, 42: 2549, (2003).
  • [5] Lee S.N., Tan N., Lee W., Paek H., Seon M., Lee I.H., Nam O. and Park Y., “Characterization of optical and crystal qualities in InxGa1–xN/InyGa1–yN multiquantum wells grown by MOCVD”, J. Cryst. Growth, 250: 256, (2003).
  • [6] Lafont U., Zeijl H. and Zwaag S., “ Increasing the reliability of solid state lighting system via self-healing approaches”, Microelectronic Reliability, 52(1): 71- 89, (2012).
  • [7] Akpinar., O., Bilgili A.K., Öztürk M.K., Özçelik S. and Özbay E., “On the elastic properties of INGAN/GAN LED structures”, Applied Physics a-Materials Science & Processing, 125(2): (2019).
  • [8] Oura K., Lifshitsi V.G., Saranin A.A., Zotov A.V. and M. Katayama., “Surface science (First edition)”, Berlin: Springer 166 (229): 378-382, (2003).
  • [9] Arulkumaran S., Egawa T., Ishikawa H. and Jimb T., “Characterization of different-Al-content AlxGa1-xN/GaN hetrostructures and high-electron-mobility transistors on sapphire”, Journal of Vacuum Science & Technology, 21(2): 888-894, (2003).
  • [10] Akasaki I. and Amano H., “Breakthroughs in Improving Crystal Quality of GaN and Invention of the p-n Junction Blue-Light-Emitting Diode”, Japanese Journal of Applied Physics, 47(5): 3781-3781, (2008).
  • [11] Ambacher O., “ Growth and applications of Group IIInitrides”, Journal of Applied, 31(1): 2653–2710, (1998).
  • [12] Vickers M.E., Kappers M.J., Datta R., McAleese C., Smeeton T.M., Rayment F.D.G. and Humphreys C.J.,” In-plane imperfections in GaN studied by x-ray diffraction”, Journal of Physics D: Applied Physics, 38(A10): A99-A104, (2006).
  • [13] Moram M.A. and Vickers M.E., “X-ray diffraction of IIInitrides”, Reports on Progress in Physics, 72(3): (2009).
  • [14] Yu H., Ozturk M.K., Ozcelik S. and Ozbay E.,”MOCVD growth and optical properties of non-polar (11-20) aplane GaN on (10-12)r-plane sapphire substrate”, J. Cryst. Growth , 293: 273, (2006).
  • [15] Harutyunyan V.S., Aivazyan A.P., Weber E.R., Kim Y., Park Y. and Subramanya S.G.,” High resolution x-ray diffraction strain-stress analysis of GaN/Sapphire heterostructures”, Journal of Physics D: Applied Physics, 34(10A): A35-A39, (2009).
  • [16] Halliwell M.A.G., “X-ray diffraction solutions to heteroepitaxial growth problems”, Journal of Crystal Growth, 170(1-4): 47-54, (1997).
  • [17] Xu H.X., Bjerneld J., Kall M. And Börjesso L.,” Spectroscopy of single hemoglobin molecules by surface enhanced Raman scattering”, Physical Review Letters, 83(21): 4357-4360, (1999).
  • [18] Heilig K., “Changes in Mean-Square Nuclear-Charge Radii from Optical Isotope Shifts of Long Chains of Isotopes”, Hyperfine Interactions, 24(1-4): 349-375, (1985).
  • [19] C.P. Constable, Lewis D.B., Yarwood J. And Münz W.D.,” Raman microscopic studies of residual and applied stress in PVD hard ceramic coatings and correlation with X-ray diffraction (XRD) measurements”, Surface & Coatings Technology, 184(2-3): 291-297, (2004).
  • [20] Yıldız A., Öztürk M.K., Bosi M., Özçelik S. and M. Kasap,” Structural, electrical and optical characterization of InGaN layers grown by MOVPE”, Chinese Physics B, 18(9): 4007-4012, (2009).
  • [21] Dunn C.G., Kogh E.F., “Comparison of dislocation densities of primary and secondary recrystallization grains of Si-Fe”, Acta Metallurgica, 5(10): 548-554, (1957).
  • [22] Tao T., Zhao Z., Lian L., Hui S., Zili X., Rong Z., Bin L., Xiangqian X., Li Y., Ping H., Yi S. and Youdou Z., “Surface morphology and composition studies in InGaN/GaN film grown by MOCVD”, Journal of Semiconductors, 32(8): 1-3, (2011).
  • [23] Çörekçi S., Öztürk M.K., Akaoğlu B., Çakmak M., Özçelik S. and Özbay E., “Structural, morphological, and optical properties of AlGaN/GaN heterostructures with AlN buffer and interlayer”, Jour
Politeknik Dergisi-Cover
  • ISSN: 1302-0900
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1998
  • Yayıncı: GAZİ ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Yenilenebilir Enerji Kaynaklarına Sahip Bir Evin Talep Karakteristiğine Uygun Bir İnverter Tasarımının İncelenmesi

Uğur S. SELAMOĞULLARI

Akım İşlemsel Kuvvetlendiricisi Tabanlı GerilimModlu MOS-C Tüm-Geçiren Süzgeç ve Uygulaması

Ahmet GÖKÇEN, Hasan ÇİÇEKLİ, İhsan KARACAN

Farklı Açıklık Oranlarındaki NACA-0018 Rüzgâr Türbini Kanat Modeli Performansının Sayısal ve Deneysel İncelenmesi

Himmet Erdi TANÜRÜN, İsmail ATA, Mehmet Emin CANLI, Adem ACIR

Dar Dikdörtgensel Bir Kanalda Türbülans Modelinin ve Nanoakışkanın Isı Transferine ve Akışkan Akışına Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi

Oguz TURGUT, Edaviye Sare AKBAY, Berkay DERELI

Çeliklerin işlenebilirliği: kimyasal bileşim, mikroyapı, mekanik özellikler ve işlenebilirlik ilişkisi

YUSUF ÖZÇATALBAŞ

Endüstriyel Kontrol Sistemlerine (SCADA) Yönelik Siber Terör Saldırı Analizi

Esra SÖĞÜT, O. Ayhan ERDEM

İyonosferik Plazmadaki Empedansın Mevsimsel Değişimi

İbrahim ÜNAL, Aybaba HANÇERLİOĞULLARI, Seçil KARATAY, Ali YEŞİL

Karbon Fiber Takviyeli Silikon Matrisli Kompozit Malzemelerin Statik Katlama Sonrası Mekanik Davranışlarının Analiz Edilmesi

Atilla EVCİN, İsmail Sinan ATLI

Hava akışkanlı güneş kollektöründe ısı transferi iyileştirmesine etki eden parametrelerin taguchi metodu ile optimizasyonu

İsmail ATA, Adem ACIR

7075-T6 Alaşımının Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Tavlama İşleminin Etkisinin Deneysel Olarak Araştırılması

Mehmet Yasin DEMİREL, İBRAHİM KARAAĞAÇ