Формирование слоев InGaN средних составов методом МПЭ ПА для лазерных источников красного и ИК диапазона

Представлены результаты исследований роста слоев InGaN c высоким (50–80%) содержанием индия выращенного методом молекулярно-пучковой эпитаксии с плазменной активацией азота на сапфировых подложках с буферными слоями GaN/AlN. Показано, что процессы разложения и фазового распада растущего слоя InGaN, возникающие в структурах с долей индия порядка 50%, не могут быть подавлены за счет перехода к более низкотемпературному росту (470$^\circ$C $\to$ 390$^\circ$C) без существенной деградации кристаллического качества формируемых структур и резкого снижения их излучательной способности. В качестве альтернативного подхода к подавлению диффузионных процессов на ростовой поверхности и, в итоге, получению однородных слоев InGaN с содержанием [In] $\sim$50% опробован высокотемпературный (470$^\circ$С) рост в сильно азотобогащенных условиях (соотношение потоков III/V $\sim$0.6). Выращенные таким образом слои InGaN демонстрируют интенсивную фотолюминесценцию, в то же время не показывая, согласно данным рентгеновской дифракции, признаков фазовой сепарации. Это критически важно для возможности реализации в подобных структурах оптического усиления и лазерной генерации в красной области спектра и непосредственно прилегающей к ней части ближнего инфракрасного диапазона.