GaN 自发极化的直接实验测定

我们提出了一种通用方法，通过纤锌矿半导体中束缚于不同类型堆垛层错的激子发射能量来确定其自发极化 $P_{sp}$。利用微光致发光和阴极发光光谱技术，我们在无应变 GaN 微晶体中观察到了来自本征和非本征堆垛层错的发射线。通过与这些堆垛层错相关的极化面电荷视为平板电容器，可以从观测到的跃迁能量中获得 $P_{sp}$，而无需额外的假设。借助密度泛函理论计算的微观静电势辅助进行的自洽 Poisson-Schrödinger 计算，得出了几乎相同的 $P_{sp}$ 值。我们推荐的 GaN $P_{sp}$ 值为 -0.022+/-0.007 C/m$^{2}$。