Rev. Phys. Appl. (Paris) 13, 555-563 (1978)
DOI: 10.1051/rphysap:019780013011055500

Cathodoluminescence study of Zn doped Gan

M. Boulou, G. Jacob et D. Bois

Laboratoires d'Electronique et de Physique Appliquée 3, avenue Descartes, 94450 Limeil-Brévannes, France

Abstract
The luminescence properties of GaN doped with Zn are reported. As the Zn concentration increases four different emissions are found using cathodoluminescence : blue (2.85 eV), green (2.5 eV), yellow (2.2 eV) and sometimes red (1.9 eV). Through the analysis of the influence of temperature, injection and time dependence, the blue, green and yellow emissions are found to fit a pair transition model, with a strong phonon coupling. The recombination model is discussed in view of the observed variation of the emission intensities versus injection level.

Résumé
Nous présentons une analyse des propriétés de luminescence du GaN dopé Zn. Quand la concentration de Zn augmente, on observe en cathodoluminescence quatre bandes d'émission : bleu (2,85 eV), vert (2,5 eV), jaune (2,2 eV) et parfois rouge (1,9 eV). De l'analyse de la luminescence en fonction de la température de l'injection, et du temps, les émissions bleue, verte et jaune s'interprètent bien dans un modèle de transition de paire avec un important couplage phonon. Un modèle de recombinaison est discuté d'après les variations de l'intensité des émissions en fonction du niveau d'injection.

PACS
7860H - Cathodoluminescence, ionoluminescence condensed matter.
2520D - II VI and III V semiconductors.
4220 - Luminescent materials.

Key words
cathodoluminescence -- electron hole recombination -- gallium compounds -- III V semiconductors -- luminescence of inorganic solids -- zinc -- pair transition model -- strong phonon coupling -- recombination model -- injection level -- GaN:Zn -- III V semiconductor -- Zn concentration effects -- blue emission -- green emission -- yellow emission -- red emission