Shorter wavelength emission with InAs quantum dots growth directly on large bandgap quaternary (In0.68Ga0.32As0.7P0.3) barriers for high current injection efficiency

Mialichi, J. R.; Frateschi, Newton C.

doi:10.1016/j.jcrysgro.2010.04.044

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“…[6][7][8] Recently, attempts to use InAs nanostructures based on InP substrates to extend the wavelength further into the midinfrared region .2.0 mm have received more attention because mid-infrared lasers are very attractive for applications in molecular spectroscopy, remote sensing of atmospheric and planetary gases, as well as lidar atmospheric detection and ranging, [9][10][11] etc. InAs QDs and quantum-dash lasers have been demonstrated recently at various wavelengths from 1.60 to 2.04 mm [12][13][14] but the emission wavelength of the InAs QDs grown on InP is limited to ,2.28 mm. 15,16 To extend the emission wavelength further for the midinfrared devices, narrower bandgap semiconductor structures, e.g.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Mid-infrared emissive InAsSb quantum dots grown by metal–organic chemical vapor deposition

2013

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InAsSb islands/quantum dots (QDs) emit at wavelength >2.8m were self-assembled on InP substrate by using metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD). Instead of using arsine, the safer organic tertiarybutylarsine (TBAs) was used as the arsenic source in the growths.Effects of the growth conditions, i.e. substrate temperature and the growth rate, on the InAsSb QD formations have been studied. A narrow temperature window from 450 o C to 470 o C was found for growing the high quality InAsSb QDs. The InAsSb rings instead of islands/dots were formed using the conventional Stranski-Krastanow (S-K) growth mode if the growth rate was low or grew InAsSb for a longer time. By increasing the V/III ratio for the InAsSb growth, InAsSb islands/dots were formed with the same growth rate. To reduce the dot size and increase the InAsSb QD density, an alternative interruption-growth (AIG) method was proposed and investigated. Using the AIG growth method, much higher dot density of the InAsSb QDs has been received, achieved about 3×10 9 cm -2 which is about 10 times of that of the "QDs" grown by using the conventional S-K growth method. Strong photoluminescence emissions of the InAsSb islands/dots were received. At room temperature, emission wavelength of the InAsSb islands/dots was measured at >2.8m.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Mid-infrared emissive InAsSb quantum dots grown by metal–organic chemical vapor deposition

2013

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“…Enquanto a difusão de Ga é esperada entre barreira de InGaAsP e QDs de InAs, acreditamos que a presença de P nos QDs deve ser causada muito provavelmente pela interrupção do crescimento de QDs na ausência de sobrepressão de Arsênio, fator que facilita a permutação entre As/P. Estes resultados foram publicados recentemente [60] e constituem uma das principais contribuições deste trabalho.…”

Section: Fenômeno Da Inter-difusãounclassified

Ressonadores de microdiscos com região ativa nanoestruturada bombeados por injeção eletrônica

Mialichi¹,

Frateschi²

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Agradeço ao Professor Newton Cesário Frateschi, não somente pela imprescindível atuação como um orientador criativo e incentivador, mas também pela confiança depositada em meu trabalho.Agradeço aos professores do grupo LPD, especialmente ao professor Mauro Carvalho, que direta ou indiretamente, me deram subsídios e me incentivaram neste processo.Agradeço aos colegas de trabalho, Luís Barea, Adenir da Silva, David Figueira, Felipe Vallini e Paulo Jarschel pela significativa colaboração.Agradeço aos técnicos e funcionários do LPD, A. A. Von Zuben, Hélio Tobata, Celso Ramos, Márcia Jarusavicius, Rosa Saturnino e Flávia Bull, assim como aos funcionários do CCS, em especial à Mara Canesqui, pelos serviços que me prestaram sem medir esforços. Agradeço ao Professor Dario Pisignano e a todo o grupo do NNL, em particular ao Antonio Ranha Neves, pelo acolhimento durante a minha estada na Itália. Agradeço aos professores e alunos do LabSem/PUC-RJ, que direta ou indiretamente, colaboraram com este trabalho. Agradeço aos funcionários da CPG, Maria Ignez, Gilvani, Armando e João pela presteza e facilitação burocrática para meu acesso ao título. Agradeço aos meus amigos que me acompanharam nesta jornada, Fernando Rossi, Danilo Mustafa e Felipe Modenese pelo companheirismo. E claro, meus profundos agradecimentos à minha esposa Camila e a toda minha família pelo amor, compreensão, paciência e apoios incansáveis. Agradeço ao CNPQ, pelo apoio financeiro e pela oportunidade de aperfeiçoar-me no exterior. vi RESUMO Esta tese de doutorado apresenta resultados experimentais do crescimento de pontos quânticos de InAs diretamente sobre InGaAsP de baixa energia de bandgap (λ g =1420 nm), cujo desenvolvimento visa a obtenção de um meio ativo com emissão na banda C (1520-1570 nm) para a fabricação de ressonadores de microdisco. Baseado em resultados de fotoluminescência e microscopia de força atômica, o fenômeno da inter-difusão de elementos na interface InAs/InGaAsP é proposto e calculado, indicando a presença de Gálio e Fósforo na composição dos pontos quânticos. O ganho óptico de pontos quânticos de InAs crescidos sobre InGaAsP é também calculado com base nos resultados obtidos na análise de inter-difusão. Subseqüentemente, a teoria dos modos ressonantes no microdisco, particularmente os modos chamados whispering gallery modes (WGMs), é desenvolvida com o intuito de auxiliar os cálculos de fator de qualidade, fator de confinamento e corrente de limiar. Uma estrutura multicamada (diodo PIN) com região ativa baseada em pontos quânticos do sistema InAs/InGaAsP foi crescida por epitaxia de feixe químico (CBE) para a fabricação de ressonadores de microdisco. A fabricação dos microdiscos é feita por litografia óptica, corrosão por plasma de íons e ataque químico seletivo de InP. Feixe de íons focalizados (FIB) foi usado para substituir o ataque por plasma para diminuir a rugosidade das paredes dos discos. Os ressonadores de microdiscos são caracterizados elétrica e opticamente e os resultados são confrontados com base nos resultados teóricos a...

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