Influence of Al content on electrical and structural properties of Si-doped AlxGa1-xN/GaN HEMT structures

Improved electrical properties of AlxGa1-xN/GaN high electron mobility transistor (HEMT) structures grown by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) were achieved through increasing the Al mole fraction in the AlGaN barrier layers. An average sheet resistance of 326.6 Omega/sq and a good resistance uniformity of 98% were obtained for a 2-inch Al0.38Ga0 62N/GaN HEMT structure. The surface morphology of AlxGa1-xN/GaN HEMT structures strongly correlates with the Al content. More defects were formed with increasing Al content due to the increase of tensile strain, which limits further reduction of the sheet resistance. (c) 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co KGaA, Weinheim.

The difference of Si doping efficiency in GaN and AlGaN in GaN-based HBT structure

An AlGaN/GaN HBT structure was grown by low-pressure metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) on sapphire substrate. From the high-resolution x-ray diffraction and transmission electron microscopy (TEM) measurements, it was indicated that the structure is of good quality and the AlGaN/GaN interfaces are abrupt and smooth. In order to obtain the values of Si doping and electronic concentrations in the AlGaN emitter and GaN emitter cap layers, Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS) and electrochemical CV measurements were carried out. The results showed that though the flow rate of silane (SiH4) in growing the AlGaN emitter was about a quarter of that in growing GaN emitter cap and subcollector layer, the Si sputtering yield in GaN cap layer was much smaller than that in the AlGaN emitter layer. The electronic concentration in GaN was about half of that in the AlGaN emitter layer. It is proposed that the Si, Al co-doping in growing the AlGaN emitter layer greatly enhances the Si dopant efficiency in the AlGaN alloy. (c) 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co KGaA, Weinheim.

Deep levels in high resistivity GaN epilayers grown by MOCVD

Undoped high resistivity (HR) GaN epilayers were grown on (0001) sapphire substrate by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD). Thermally stimulated current (TSC) and resistivity measurements have been carried out to investigate deep level traps. Deep levels with activation energies of 1.06eV and 0.85eV were measured in sample 1. Gaussian fitting of TSC spectra showed five deep levels in different samples. (c) 2006 WILEY VCH Vertag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

Research on the band-gap of InN grown on siticon substrates

Photoluminescence (PL) and absorption experiments were carried out to examine the fundamental band-gap of InN films grown on silicon substrates. A strong PL peak at 0.78 eV was observed at room temperature, which is much lower than the commonly accepted value of 1.9 eV. The integrated PL intensity was found to depend linearly on the excitation laser intensity over a wide intensity range. These results strongly suggest that the observed PL is related to the emission of the fundamental inter-band transitions of InN rather than to deep defect or impurity levels. Due to the effect of band-filling with increasing free electron concentration, the absorption edge shifts to higher energy. (c) 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

1.3 mu m high indium content (42.5%) GaInNAs/GaAs quantum wells grown by molecular beam epitaxy

High structural and optical quality 1.3 mu m GaInNAs/GaAs quantum well (QW) samples with 42.5% indium content were successfully grown by molecular beam epitaxy. The growth of well layers was monitored by reflection high-energy electron diffraction (RHEED). Room temperature photoluminescence (PL) peak intensity of the GaIn0.425NAs/GaAs (6 nm / 20 nm) 3QW is higher than, and the full width at half maximum (FWHM) is comparable to, that of In0.425GaAs/GaAs 3QW, indicating improved optical quality due to strain compensation effects by introducing N to the high indium content InGaAs epilayer. The measured (004) X-ray rocking curve shows clear satellite peaks and Pendellosung fringes, suggesting high film uniformity and smooth interfaces. The cross sectional TEM measurements further reveal that there are no structural defects in such high indium content QWs. (c) 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

Growth and photoluminescence of InAlGaN films

Two quaternary InAlGaN films were grown by metal-organic chemical-vapor deposition (MOCVD) on sapphire (0001) substrates with and without high-temperature GaN interlayer, respectively. The structural and optical properties of the quaternary films were investigated by high-resolution X-ray diffraction (HRXRD), high-resolution electron microscopy (HREM), temperature-dependent photoluminescence (PL) spectroscopy and time-resolved photoluminescence (TRPL) spectroscopy. According to the HRXRD and PL results, it is demonstrated that two samples have the same crystal quality. The TRPL signals of both samples were fitted well as a stretched exponential decay from 14 K to 250 K, indicating significant disorder in the materials, which is attributed to recombination of excitons localized in disorder quantum nanostructures such as quantum dots or quantum disks originating from indium (In) clusters or In composition fluctuation. The cross-section HREM measurement further proves that there exist disorder quantum nanostructures in the quaternary. By investigating the temperature dependence of the dispersive exponent beta, it is shown that the stretched exponential decays of the two samples originate from different mechanisms. (C) 2003 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

Reduction in crystallographic tilt of lateral epitaxial overgrown GaN by using new patterned shape mask

We proposed a new method to suppress the crystallographic tilt in the lateral epitaxial overgrowth of GaN by using an oxide mask with a newly designed pattern. A rhombus mask with edges oriented in the direction of <10 - 10>(GaN) was used instead of the traditional stripe mask. The morphology evolution during the LEO GaN with the rhombus mask was investigated by SEM, and the crystallographic tilt in the LEO GaN was measured by DC-XRD. It is found that using the new rhombus mask can decrease the crystallographic tilt in the LEO GaN. In addition, this method makes the ELO GaN stripes easy to coalesce. (C) 2003 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

Annealing ambient controlled deep defect formation in InP

Deep defects in annealed InP have been investigated by deep level transient capacitance spectroscopy (DLTS), photo induced current transient spectroscopy (PICTS) and thermally stimulated current spectroscopy (TSC). Both DLTS results of annealed semiconducting InP and PICTS and TSC results of annealed semi-insulating InP indicate that InP annealed in phosphorus ambient has five defects, while lid? annealed in iron phospbide ambient has two defects. Such a defect formation phenomenon is explained in terms of defect suppression by the iron atom diffusion process. The correlation of the defects and the nature of the defects in annealed InP are discussed based on the results.

Investigation of GaAs/AlGaAs interfaces by reflectance-difference spectroscopy

The in-plane optical anisotropy of several GaAs/AlGaAs quantum well samples with different well widths has been measured at room temperature by reflectance-difference spectroscopy (RDS). The RDS line shapes are found to be similar in all the samples examined here, which dominantly consist of two peak-like signals corresponding to 1HH-->1E and 1LH-->1E transition. As the well width is decreased, or the 1 ML InAs layer is inserted at one interface, the intensity of the anisotropy increases quickly. Our detail analysis shows that the anisotropy mainly arises from the anisotropic interface roughness. The results demonstrate that the RDS technique is sensitive to the interface structures.

Quantum computing

Quantum computing is a quickly growing research field. This article introduces the basic concepts of quantum computing, recent developments in quantum searching, and decoherence in a possible quantum dot realization.

The photon scanning tunneling microscope and its applications

A simple photon scanning tunneling microscope (PSTM) is described. Its lateral resolution (similar to 10nm with a maximal scanning range of 10 mu m x 10 mu m ) is much better than that of a conventional optical microscope. Its principle, the fiber optic tip fabrication and PSTM images of different samples such as mica, HDPE and LiNbO3 are presented.

Uso de marcadores RAPD na identificação de híbridos de Brachiaria humidicola.

Brachiaria humidicola é uma importante gramínea forrageira tropical de origem africana, tolerante a solos maldrenados ou temporariamente alagados. No Brasil, somente três cultivares foram registradas no Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, e destas, apenas duas estão disponíveis no mercado, o que demanda o desenvolvimento de novas cultivares. O programa de melhoramento da Embrapa Gado de Corte baseia-se em cruzamentos e seleção de genótipos mais produtivos. Recentemente, foi identificado um acesso sexual e tetraplóide natural (H31) no banco de germoplasma dessa espécie, que permitiu a realização de cruzamentos controlados com Brachiaria humidicola cv. BRS Tupi, gerando uma população única em todo o mundo tropical. O objetivo deste trabalho foi a identificação segura e precoce de híbridos dessa população usando marcadores RAPD. Dez primers que amplificaram 31 bandas informativas, exclusivas do genitor paterno, foram usados para analisar as 347 plantas dessa população. Por esses marcadores RAPD, 286 plantas foram confirmadas como híbridas e 61 foram não híbridas, que podem resultar de autopolinização da planta sexual. A identificação precoce de híbridos torna o programa de melhoramento mais eficiente, reduzindo o tempo e o trabalho necessários para o desenvolvimento de novas cultivares.

A biotecnologia nos programas de melhoramento de forrageiras tropicais da Embrapa Gado de Corte.

Neste trabalho procurou-se apresentar e discutir, de forma ampla, o uso da biotecnologia e seu potencial para os programas de melhoramento de forrageiras tropicais realizados na Embrapa Gado de Corte. O uso da biotecnologia nesses programas é uma atividade recente, mas importantes resultados vêm sendo gerados a fim de auxiliar o processo de obtenção de novas cultivares forrageiras. A maioria dos trabalhos apresentados utiliza marcadores Random Amplification of Polymorphic DNA (RAPD) para aplicações em curto prazo: estudos de diversidade em acessos de bancos de germoplasma, identificação de híbridos e estimação da taxa de cruzamento. Aplicações em médio e longo prazos do uso de marcadores, como mapeamento genético e seleção auxiliada por marcadores moleculares (SAMM), ainda necessitam de maiores investimentos, tanto na busca de novos marcadores, quanto no desenvolvimento de populações adequadas para esses estudos. Em 2007, teve início uma nova linha de pesquisa nessa unidade, a prospecção de genes com características econômicas. Genes para a tolerância ao alumínio são o foco dessa pesquisa que pretende explorar a sintenia entre os genomas de gramíneas, visando ao desenvolvimento de cultivares de braquiária mais tolerantes ao alumínio. A Embrapa Gado de Corte vem investindo em pessoal e aquisição de equipamentos para avançar não só na produção de cultivares de forrageiras mais adaptadas às necessidades de um mercado cada vez mais exigente, como também no crescimento institucional do setor de biotecnologia.

Genética molecular aplicada à qualidade da carne bovina.

A manutenção da competitividade da bovinocultura de corte nacional nos mercados interno e externo implica a produção de carne com máxima eficiência e com um padrão de qualidade que atenda aos mercados mais exigentes. Dentre os fatores que determinam a qualidade da carne estão os atributos organolépticos e, dentre esses, a maciez é o principal quesito de avaliação ou apreciação por parte do consumidor. Sabe-se que há inúmeros fatores que afetam a maciez da carne bovina, como a raça do animal e os manejos pré e pós-abate. No entanto, mesmo existindo diferentes padrões de maciez entre as raças, a variação mais importante é aquela que ocorre em uma mesma raça. Por isso, a identificação precoce de animais que apresentam potencial para produção de carne mais macia, por meio da utilização de testes de DNA, constitui uma ferramenta importante para viabilizar a seleção dos reprodutores que possuam essas características, aumentando, assim, a qualidade da carne do rebanho comercial. Os ganhos genéticos poderão ser acelerados com a integração das descobertas sobre as bases genéticas e moleculares que regulam tais características aos programas de melhoramento clássico, permitindo a formação de rebanhos mais uniformes quanto às características dos produtos derivados. Para que o Brasil não só mantenha, mas também aumente sua competitividade no mercado mundial da carne, é extremamente importante que essas novas tecnologias sejam incorporadas aos programas de melhoramento genético animal, a fim de gerar informações e conhecimentos que irão garantir novos avanços qualitativos e quantitativos em médio e longo prazos nos rebanhos zebuínos e cruzados. Um dos esforços da Embrapa Gado de Corte na busca da produção de conhecimentos científicos e tecnológicos necessários para a difusão e adoção desta nova tecnologia se concretizou com a criação, em 2007, da área de Biologia Molecular aplicada ao Melhoramento Animal, visando ao desenvolvimento de novos produtos e/ou processos que sejam capazes de agregar qualidade e valor econômico ao produto final.

Cigarrinhas-das-pastagens.

Várias espécies de cigarrinhas (Hemiptera: Cercopidae) são importantes pragas de pastagens na América tropical. Esses insetos podem diminuir drasticamente a disponibilidade e a qualidade de gramíneas forrageiras, reduzindo a capacidade de suporte das pastagens. Milhões de hectares estabelecidos com várias cultivares do gênero Brachiaria têm sofrido sensíveis perdas ocasionadas por esse grupo de insetos. Apesar de tamanha importância econômica, muito ainda há por ser feito no que se refere às pesquisas com as cigarrinhas-das-pastagens. Tal sistema inseto-planta é complexo. Ele engloba um diverso grupo de espécies de cigarrinhas associado a um diverso grupo de espécies de gramíneas forrageiras que, por sua vez, resultam em pastagens que podem ter idades diferentes e estarem sob diferentes sistemas de manejo, em ampla variedade de condições ecológicas. Esforços de controle têm sido concentrados na área de resistência de plantas a insetos, alternativa reconhecida como de baixo custo e de fácil adoção pelos produtores. Trata-se, provavelmente, da melhor opção de controle para culturas de baixo valor por unidade de área, como as pastagens, geralmente estabelecidas em extensas áreas. A seleção de gramíneas resistentes às cigarrinhas tem sido conduzida e plantas promissoras identificadas. É importante, entretanto, que estudos adicionais sobre a biologia e a eco logia desses insetos, com avaliações de alternativas de controle, sejam realizados. Algumas dessas medidas de controle, assim como necessidades de pesquisa, são discutidas.