GaAs$_{1-x}$N$_x$中自旋依赖复合随氮含量的系统研究

本文报道了稀氮化物半导体在稳态光泵浦条件下自旋依赖复合（SDR）随氮含量的系统研究。合金组分通过利用Roosbroeck-Shockley关系拟合光致发光（PL）强度确定，并通过拉曼光谱图中类GaN的LO$_2$声子峰研究加以验证。对形式为GaAs$_{1-x}$N$_x$（$0.022 < x < 0.036$）的合金所拍摄的PL谱显示，当泵浦从线偏振切换为圆偏振时，PL强度增加，在$x = 0.022$时最高可达5倍。本工作使用半径为0.6 $\mu$m的1.39 eV激光。观测到的SDR比随$x$增大单调下降，在$x = 0.036$时达到1.5。此外，获得最大SDR所需的激发功率随$x$增大而系统增加，从$x = 0.022$时的0.6 mW变化到$x = 0.036$时的15 mW。这些观测结果与随氮含量增加电子活性缺陷密度升高相一致，这些缺陷既包括导致SDR的缺陷，也包括其他标准的Shockley-Read-Hall（SRH）中心。