Description
Heterostruktury InGaN/GaN jsou základem moderních polovodičových technologií, nacházející široké uplatnění v LED diodách, výkonové elektronice a dalších oblastech od 90. let 20. století. Jejich využití je však často limitován omezenou tloušťkou aktivních vrstev (maximálně stovky nanometrů) u planárních struktur, kde snaha o zvýšení tloušťky vede k výraznému poklesu krystalové kvality [1]. Pro mnohé aplikace, včetně scintilačních detektorů, je přitom nezbytná tloušťka aktivní oblasti přesahující 1 µm [1, 2]. V posledních letech se proto intenzivně zkoumají InGaN/GaN heterostruktury, zejména ve formě mikrodrátů, které nabízejí řešení těchto omezení [3, 4]. Nejprve jsou připraveny GaN mikrodráty, na jejichž bočních stěnách tvořených nepolárními rovinami je následně připravena heterostruktura InGaN/GaN. Jelikož dráty mohou dosahovat výšky několika mikrometrů, dochází ke zvýšení efektivní tloušťky InGaN/GaN heterostruktury pro vysokoenergetické záření dopadající podél osy drátů [2, 5]. Další významnou výhodou je velmi rychlá rekombinace nosičů v nepolárních strukturách InGaN/GaN, která je důsledkem absence vnitřního elektrického pole. Tyto vlastnosti činí uvedené struktury velmi perspektivními pro využití ve scintilačních detektorech.
V této práci jsme studovali vliv různých typů masek používaných při růstu GaN mikrodrátů metodou organokovové epitaxe z plynné fáze (MOVPE) na jejich morfologii. Masky byly připravené fotolitografií na substrátech SiNx/safír. Zkoumali jsme, jak růstové parametry a design masky ovlivňují růstové mechanismy a vlastnosti mikrodrátů. Pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM), luminiscenčních metod a dalších analytických technik jsme poté hodnotili jejich morfologii a optické vlastnosti.
[1] T. Hubáček et al., CrystEngComm, 2019, 21(2), 356-362.
[2] V. Jarý et al., IEEE Transactions on Nuclear Science, 2020, 67(6), 974-977.
[3] X. Yuan et al., Applied Physics Reviews, 2021, 8(2), 021302.
[4] J. Meier and G. Bacher, Materials, 2022, 15(5), 1626.
[5] A. Hospodková et al., ACS Applied Optical Materials, 2026, 4(3), 730–740.