p Os pesquisadores da Universidade de Tohoku revelaram mais detalhes sobre a espectroscopia de fotoluminescência omnidirecional (ODPL) - um método para sondar cristais semicondutores com luz para detectar defeitos e impurezas. p "Nossos resultados confirmam a precisão das medições ODPL e mostram a possibilidade de medir a absorção óptica de cristais pelo método ODPL, tornando o processo muito mais fácil, "diz o cientista de materiais da Universidade Tohoku, Kazunobu Kojima.

p Grandes avanços foram feitos no desenvolvimento de dispositivos eletrônicos e ópticos altamente eficientes, por exemplo. ultravioleta, azul, e diodos emissores de luz branca (LEDs), bem como transistores de alta frequência, que usam semicondutores de nitreto - especificamente nitreto de alumínio e gálio (AlGaN), nitreto de índio e gálio (InGaN), e nitreto de gálio (GaN).

p GaN é um material adequado para dispositivos de energia por causa de sua grande energia de bandgap, alto campo de decomposição e velocidade de elétrons de alta saturação.

p Há uma grande necessidade de os fabricantes serem capazes de detectar defeitos de cristal e testar sua eficiência. Dentro desses cristais de alta qualidade, a concentração de centros de recombinação não radiativa (NRC) serve como um bom preditor da qualidade dos cristais.

p Espectroscopia de aniquilação, A espectroscopia transiente de nível profundo e a espectroscopia de fotoluminescência (PL) estão entre as técnicas de estimativa para detectar defeitos pontuais que são a fonte de NRCs. A espectroscopia PL é atraente porque não requer eletrodos e contatos.

p Proposto pela primeira vez por Kojima e sua equipe de pesquisa em 2016, ODPL é uma nova forma de espectroscopia PL que mede a intensidade PL usando uma esfera de integração para quantificar a eficiência quântica da radiação em amostras de cristais semicondutores. Não é tocante, não destrutivo e bom para bolachas GaN de grande porte para LEDs de iluminação ambiente e transistores para veículos elétricos. Ainda, a origem da estrutura de dois picos formada em ODPL permaneceu indescritível até agora.

p Kojima e sua equipe combinaram experimentos de espectroscopia ODPL e PL (SPL) padrão em um cristal de GaN em várias temperaturas (T) entre 12 K e 300 K. A razão de intensidade (r) dos espectros ODPL para espectros SPL para a emissão NBE de GaN mostraram uma inclinação linearmente decrescente para a energia do fóton (E) abaixo de uma energia da borda de absorção fundamental (Eabs). A inclinação obtida em r correspondeu à chamada cauda de absorção de Urbach-Martienssen (UM), que é observado em muitos cristais semicondutores.

p Portanto, a origem da estrutura de dois picos nos espectros ODPL em torno da emissão NBE do cristal de GaN existe por causa da cauda U-M.