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Author: Musolino, Mattia ×

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    Electroluminescence and current-voltage measurements of single-(In,Ga)N/GaN-nanowire light-emitting diodes in a nanowire ensemble
    (Frankfurt, M. : Beilstein-Institut zur Förderung der Chemischen Wissenschaften, 2019) van Treeck, David; Ledig, Johannes; Scholz, Gregor; Lähnemann, Jonas; Musolino, Mattia; Tahraoui, Abbes; Brandt, Oliver; Waag, Andreas; Riechert, Henning; Geelhaar, Lutz
    We present the combined analysis of electroluminescence (EL) and current-voltage (I-V) behavior of single, freestanding (In,Ga)N/GaN nanowire (NW) light-emitting diodes (LEDs) in an unprocessed, self-assembled ensemble grown by molecular beam epitaxy. The data were acquired in a scanning electron microscope equipped with a micromanipulator and a luminescence detection system. Single NW spectra consist of emission lines originating from different quantum wells, and the width of the spectra increases with decreasing peak emission energy. The corresponding I-V characteristics are described well by a modified Shockley equation. The key advantage of this measurement approach is the possibility to correlate the EL intensity of a single-NW LED with the actual current density in this NW. This way, the external quantum efficiency (EQE) can be investigated as a function of the current in a single-NW LED. The comparison of the EQE characteristic of single NWs and the ensemble device allows for a quite accurate determination of the actual number of emitting NWs in the working ensemble LED and the respective current densities in its individual NWs. This information is decisive for a meaningful and comprehensive characterization of a NW ensemble device, rendering the measurement approach employed here a very powerful analysis tool. © 2019 van Treeck et al.
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    Growth, fabrication, and investigation of light-emitting diodes based on GaN nanowires
    (Berlin : Humboldt-Universität zu Berlin, 2016) Musolino, Mattia
    Diese Arbeit gibt einen tiefgehenden Einblick in verschiedene Aspekte von auf (In,Ga)N/GaN Heterostrukturen basierenden Leuchtdioden (LEDs), mittels Molekularstrahlepitaxie entlang der Achse von Nanodrähten (NWs) auf Si Substraten gewachsen. Insbesondere wurden die Wachstumsparameter angepasst, um eine Koaleszierung der Nanodrähte zu vermindern. Auf diese Weise konnte die durch die NW-LEDs emittierte Intensität der Photolumineszenz (PL) um einen Faktor zehn erhöht werden. Die opto-elektronischen Eigenschaften von NW-LEDs konnten durch die Verwendung von Indiumzinoxid, anstatt von Ni/Au als Frontkontakt, verbessert werden. Zudem wurde demonstriert, dass auch selektives Wachstum (SAG) von GaN NWs auf AlN gepufferten Si Substraten mit einer guten Leistungsfähigkeit von Geräte vereinbar ist und somit als Wegbereiter für eine neue Generation von NW-LEDs auf Si dienen kann. Weiterhin war es möglich, strukturierte Felder von ultradünnen NWs durch SAG und thermische in situ Dekomposition herzustellen. In den durch die NW-LEDs emittierten Elektrolumineszenzspektren (EL) wurde eine Doppellinenstruktur beobachtet, die höchstwahrscheinlich von den kompressiven Verspannungen im benachbarten Quantentopf, durch die Elektronensperrschicht verursachten, herrührt. Die Analyse von temperaturabhängigen PL- und EL-Messungen zeigt, dass Ladungsträgerlokalisierungen nicht ausschlaggebend für die EL-Emission von NW-LEDs sind. Die Strom-Spannungs-Charakteristiken (I-V) von NW-LEDs unter Vorwärtsspannung wurden mittels eines Modells beschrieben, in das die vielkomponentige Natur der LEDs berücksichtigt wird. Die unter Rückwärtsspannung aktiven Transportmechanismen wurden anhand von Kapazitätstransientenmessungen und temperaturabhänigigen I-V-Messungen untersucht. Dann wurde ein physikalisches Modell zur quantitativen Beschreibung der besonderen I-V-T Charakteristik der untersuchten NW-LEDs entwickelt.