Projekt HOMING
„Inżynieria polarności w heterostrukturach azotkowych”

Opis programu

Program HOMING finansowany przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej umozliwia realizację projektów o charakterze staży podoktorskich przez młodych doktorów przyjeżdżających do Polski z zagranicy (niezależnie od narodowości).

Cel projektu

Celem projektu jest wytworzenie azotkowych urządzeń z odwróconymi wbudowanymi polami piezoelektrycznymi na podłożach azotku galu o polarności galowej. Aby to osiągnąć zostanie wykorzystana unikatowa cecha silnie domieszkowanego złącza p-n zwanego złączem tunelowym (TJ, z ang. Tunnel Junction). Wzrost TJ przed obszarem aktywnym urządzenia pozwala na orientację tego obszaru w konfiguracji p-n zamiast tradycyjnie wykorzystywanej n-p. To prowadzi do odwrócenia kierunku wbudowanych pól piezoelektrycznych w tym obszarze oraz dodatkowo pozwala na uzyskanie korzystniejszego elektrycznie kontaktu typu n na górze urządzenia. W ramach projektu zostanie pokazane, że obie te właściwości mogą prowadzić do nowych i wydajniejszych diod elektroluminescencyjnych, laserowych oraz tranzystorów. Unikatowe możliwości reaktora do epitaksji z wiązek molekularnych z plazmą azotową (źródła plazmy azotowej zapewniające wysokie prędkości wzrostu, wysokie strumienie Mg i możliwość domieszkowania Ge) zainstalowanego w IWC PAN są kluczowe do wytworzenia pożądanych struktur.

Zespół badawczy

Zespół badawczy projektu:

dr Henryk Turski
mgr inż. Mikolaj Żak
















Lista publikacji

Projekt realizowany w latach 2018-2021

W ramach prac nad projektem HOMING opublikowano następujące prace:

  1. "Beyond Quantum Efficiency Limitations Originating from the Piezoelectric Polarization in Light-Emitting Devices", G. Muziol, H. Turski, M. Siekacz, K. Szkudlarek, L. Janicki, M. Baranowski, S. Zolud, R. Kudrawiec, T. Suski, C. Skierbiszewski, Acs Photonics, 6 (2019) 1963-1971.
  2. "Buried tunnel junction for p-down nitride laser diodes", H. Turski, M. Siekacz, G. Muziol, M. Zak, S. Bharadwaj, M. Chlipala, K. Nowakowski-Szkudlarek, M. Hajdel, H.G. Xing, D. Jena, C. Skierbiszewski, in: 2019 Device Research Conference (DRC), 2019, pp. 241-242.
  3. "Gallium nitride tunneling field-effect transistors exploiting polarization fields", A. Chaney, H. Turski, K. Nomoto, Z. Hu, J. Encomendero, S. Rouvimov, T. Orlova, P. Fay, A. Seabaugh, H.G. Xing, D. Jena, Applied Physics Letters, 116 (2020) 073502.
  4. "Nitride light-emitting diodes for cryogenic temperatures", M. Chlipala, H. Turski, M. Siekacz, K. Pieniak, K. Nowakowski-Szkudlarek, T. Suski, C. Skierbiszewski, Optics Express, 28 (2020).
  5. "Influence of Growth Polarity Switching on the Optical and Electrical Properties of GaN/AlGaN Nanowire LEDs", A. Reszka, K.P. Korona, S. Tiagulskyi, H. Turski, U. Jahn, S. Kret, R. Bożek, M. Sobanska, Z.R. Zytkiewicz, B.J. Kowalski, Electronics, 10 (2020).
  6. "Vertical Integration of Nitride Laser Diodes and Light Emitting Diodes by Tunnel Junctions", M. Siekacz, G. Muziol, H. Turski, M. Hajdel, M. Żak, M. Chlipała, M. Sawicka, K. Nowakowski-Szkudlarek, A. Feduniewicz-Żmuda, J. Smalc-Koziorowska, S. Stańczyk, C. Skierbiszewski, Electronics, 9 (2020).
  7. "Monolithically p-down nitride laser diodes and LEDs obtained by MBE using buried tunnel junction design", H. Turski, S. Bharadwaj, M. Siekacz, G. Muziol, M. Chlipala, M. Zak, M. Hajdel, K. Nowakowski-Szkudlarek, S. Stanczyk, H. Xing, D. Jena, C. Skierbiszewski, H. Morkoç, H. Fujioka, U.T. Schwarz, in: Gallium Nitride Materials and Devices XV, 2020.
  8. "Nitride LEDs and Lasers with Buried Tunnel Junctions", H. Turski, M. Siekacz, G. Muziol, M. Hajdel, S. Stanczyk, M. Zak, M. Chlipala, C. Skierbiszewski, S. Bharadwaj, H.G. Xing, D. Jena, Ecs Journal of Solid State Science and Technology, 9 (2020) 015018.
  9. "Quantum-confined Stark effect and mechanisms of its screening in InGaN/GaN light-emitting diodes with a tunnel junction", K. Pieniak, M. Chlipala, H. Turski, W. Trzeciakowski, G. Muziol, G. Staszczak, A. Kafar, I. Makarowa, E. Grzanka, S. Grzanka, C. Skierbiszewski, T. Suski, Optics Express, 29 (2021).
  10. "Enhanced efficiency in bottom tunnel junction InGaN blue LEDs", L. van Deurzen, S. Bharadwaj, K. Lee, V. Protasenko, H. Turski, H. Xing, D. Jena, M. Strassburg, J.K. Kim, M.R. Krames, in: Light-Emitting Devices, Materials, and Applications XXV, 2021.
Współpraca w projekcie

Projekt jest realizowany we współpracy z Cornell University i Politechniką Wrocławską