Struktury tunelowe studnia kwantowa-kropki kwantowe jako ośrodek czynny laserów telekomunikacyjnych

• Autorzy: Rudno-Rudziński W.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.08.05

Warianty tytułu

EN

Quantum well-quantum dot tunnel structures as active material for telecom lasers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kropki kwantowe mają wiele zalet jako laserowy materiał aktywny, jednak wykorzystanie ich w laserach telekomunikacyjnych wymaga uzyskania bardzo szybkiej modulacji emisji, trudnej do osiągnięcia w układzie czysto kropkowym, z powodu znacznej populacji gorących nośników. Możliwym rozwiązaniem jest zastosowanie hybrydowych struktur tunelowych, w których studnia kwantowa, oddzielona cienką barierą od warstwy kropek, służy jako rezerwuar nośników dostarczanych bezpośrednio do stanu podstawowego. W artykule zaprezentowane są różne układy materiałowe, w których zrealizowany został schemat tunelowy, umożliwiające uzyskanie emisji w zakresie podczerwieni telekomunikacyjnej. Uzupełniajace się techniki spektroskopii optycznej wykorzystane zostały do zbadania własności struktur pod kątem ich zastosowań w laserach. Przedstawione są również wyzwania na drodze do uzyskania lasera wykorzystującego szybkie i wydajne tunelowanie ze studni do kropek.

EN

Quantum dots (QD) offer many advantages as active material for lasers, however in order to take advantage of them in telecom lasers it is necessary to assure high modulation speed, difficult to achieve in purely QD system due to high population of hot carriers. One of feasible solutions is to use hybrid structures, where a quantum well, separated by a thin barrier from QD layer, serves as a reservoir of carriers supplied directly to the ground state. The article presents several material systems used to realise tunnel injection scheme, enabling emission in the telecom infrared range. Complementary optical spectroscopic techniques are employed to investigate the properties of structures in view of laser applications. There are also presented challenges on the way to obtain a laser based on fast and efficient tunneling.

Słowa kluczowe

PL

struktura tunelowa; kropki kwantowe; laser półprzewodnikowy spektroskopia optyczna

EN

tunnel injection structure; quantum dots; semiconductor lasers; optical spectroscopy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 8
• Strony: 20--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rudno-Rudziński W.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Katedra Fizyki Doświadczalnej, Laboratorium Optycznej Spektroskopii Nanostruktur, wyb. St. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] Liu G.T., Stintz A., Li H., Malloy K.J., Lester L.F., Electron. Lett., vol. 35 (1999), 1163
• [2] Eliseev P.G., Li H., Liu T., Newell T.C., Lester L.F., Malloy K.J., IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron., vol. 7 (2001), 135
• [3] Shchekin O.B., Deppe D.G., Appl. Phys. Lett., vol. 80 (2002), 3277
• [4] Fathpour S., Mi Z., Bhattacharya P., Kovsh A.R., Mikhrin S.S., Krestnikov I.L., Kozhukhov V., Ledentsov N.N., Appl. Phys. Lett., vol. 85 (2004), 5164
• [5] Varangis P.M., Li H., Liu G.T., Newell T.C., Stintz A., Fuchs B., Malloy K.J., Lester L.F., Electron. Lett., vol. 36 (2000), 1544
• [6] Lee C.S., Bhattacharya P., Frost T., Guo W., Appl. Phys. Lett., vol. 98 (2011), 11103
• [7] Mi Z., Bhattacharya P., Fathpour S., Appl. Phys. Lett., vol. 86 (2005), 153109
• [8] Pavelescu E.M., Gilfert C., Reithmaier J.P., Martín-Mínguez A., Esquivias I., IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 21 (2009), 999
• [9] Mi Z., Bhattacharya P., Yang J., Appl. Phys. Lett., vol. 89 (2006), 153109
• [10] Lee C.S., Guo W., Basu D., Bhattacharya P., Appl. Phys. Lett., vol. 96 (2010), 101107
• [11] Yang X., Kiba T., Yamamura T., Takayama J., Subagyo A., Sueoka K., Murayama A., Appl. Phys. Lett., vol. 104 (2014), 012406
• [12] Pulka J., Piwonski T., Huyet G., Houlihan J., Semenova E., Lematre A., Merghem K., Martinez A., Ramdane A., Appl. Phys. Lett., vol. 100 (2012), 071107
• [13] Marent A., Nowozin T., Geller M., Bimberg D., Semicond. Sci. Technol., vol. 26 (2011), 014026
• [14] Cerulo G., Nevou L., Liverini V., Castellano F., Faist J., J. Appl. Phys., vol. 112 (2012), 043702
• [15] Paravicini-Bagliani G.L., Liverini V., Valmorra F., Scalari G., Gramm F., Faist J., New J. Phys., vol. 16 (2014), 083029
• [16] Verma J., Islam S.M., Protasenko V., Kandaswamy P.K., Xing H., Jena D., Appl. Phys. Lett., vol. 104 (2014), 021105
• [17] Bhattacharya P., Zhang M., Hinckley J., Appl. Phys. Lett., vol. 97 (2010), 251107
• [18] Kim J., Kondratko P.K., Chuang S.L., Walter G., Holonyak N. Jr., Heller R.D., Zhang X.B., Dupuis R.D., Appl. Phys. Lett., vol. 90 (2007), 211102
• [19] Syperek M., Andrzejewski J., Rudno-Rudziński W., Sęk G., Misiewicz J., Pavelescu E.M., Gilfert C., Reithmaier J.P., Phys. Rev. B, vol. 85 (2012), 125311
• [20] Mazur Yu. I., Dorogan V.G., Marega Jr. E., Zhuchenko Z. Ya., Ware M.E., Benamara M., Tarasov G.G., Vasa P., Lienau C., Salamo G.J., J. Appl. Phys., vol. 108 (2010), 074316
• [21] Mazur Yu.I., Dorogan V.G., Marega Jr. E., Benamara M., Zhuchenko Z. Ya., Tarasov G.G., Lienau C., Salamo G.J., Appl. Phys. Lett., vol. 98 (2011), 083118
• [22] Misiewicz J., Motyka M., Sęk G., Kudrawiec R., Elektronika, vol. 50 (2009), 78-83
• [23] Saravanan S., Harayama T., IEICE Electronics Express, Vol. 5 (2008), 53–59
• [24] Shan W., Walukiewicz W., Ager III J.W., Haller E.E., Geisz J.F., Friedman D.J., Olson J.M., Kurtz S.R., Phys. Rev. Lett., vol. 82 (1999), 1221-1224
• [25] Rudno-Rudziński W., Sęk G., Ryczko K., Syperek M., Misiewicz J., Semenova E.S., Lemaitre A., Ramdane A., Appl. Phys. Lett., vol. 94 (2009), 171906
• [26] Sauerwald A., Kümmell T., Bacher G., Somers A., Schwertberger R., Reithmaier J.P., and Forchel A., Appl. Phys. Lett., vol. 86 (2005), 253112
• [27] Rudno-Rudziński W., Sęk G., Andrzejewski J., Misiewicz J., Lelarge F., Rousseau B., Semicond. Sci. Technol., vol 27 (2012), 105015
• [28] Gilfert C., Pavelescu E.-M., Reithmaier J.P., Appl. Phys. Lett., vol. 96 (2010), 191903
• [29] Andrzejewski J., Acta Physica Polonica A, vol. 129 (2016), A-97

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).