Study of phase separation in an InGaN alloy by electron energy loss spectroscopy in an aberration corrected monochromated scanning transmission electron microscope

Autor: X. Wang, Pierre Ruterana, Toshihiro Aoki, Veerendra C. Angadi, Thomas Walther, Paolo Longo
Přispěvatelé: University of Sheffield [Sheffield], Key Laboratory of Alpine Ecology and Biodiversity, Institute of Tibetan Plateau Research - Chinese Academy of Sciences, Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), LeRoy Eyring Center for Solid State Science, Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés (LISBP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU), Messing, G
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Journal of Materials Research
Journal of Materials Research, Cambridge University Press (CUP), 2017, 32 (5), pp.983-995. ⟨10.1557/jmr.2016.447⟩
Journal of Materials Research, 2017, 32 (5), pp.983-995. ⟨10.1557/jmr.2016.447⟩
ISSN: 2044-5326
0884-2914
DOI: 10.1557/jmr.2016.447
Popis: Phase separation of InxGa1−xN into Ga-rich and In-rich regions has been studied by electron energy-loss spectroscopy (EELS) in a monochromated, aberration corrected scanning transmission electron microscope (STEM). We analyze the full spectral information contained in EELS of InGaN, combining for the first time studies of high-energy and low-energy ionization edges, plasmon, and valence losses. Elemental maps of the N K, In M4,5 and Ga L2,3 edges recorded by spectrum imaging at 100 kV reveal sub-nm fluctuations of the local indium content. The low energetic edges of Ga M4,5 and In N4,5 partially overlap with the plasmon peaks. Both have been fitted iteratively to a linear superimposition of reference spectra for GaN, InN, and InGaN, providing a direct measurement of phase separation at the nm-scale. Bandgap measurements are limited in real space by scattering delocalization rather than the electron beam size to ∼10 nm for small bandgaps, and their energetic accuracy by the method of fitting the onset of the joint density of states rather than energy resolution. For an In0.62Ga0.38N thin film we show that phase separation occurs on several length scales.
Databáze: OpenAIRE
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