Technologia epitaksji z wiązek molekularnych struktur laserów kaskadowych InAlAs/InGaAs/InP na pasmo średniej podczerwieni

• Autorzy: Gutowski P. , Pierściński K. , Karbownik P. , Morawiec M. , Bugajski M. , Sankowska I. , Pierścińska D. , Serebrennikova O. , Pruszyńska-Karbownik E.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2016.9.3

Warianty tytułu

EN

Molecular beam epitaxy technology of mid-infrared InAlAs/InGaAs/InP quantum cascade lasers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Prezentowana praca zawiera opis opracowania i optymalizacji technologii wzrostu heterostruktur kwantowych laserów kaskadowych emitujących promieniowanie z zakresu 9÷10 µm wykonanych w oparciu o układ materiałowy In_0.52Al._0.48As/In_0.53Ga_0.47As oraz z zakresu 4÷5,5 µm bazujących na naprężonym skompensowanym obszarze aktywnym z In_0.36Al._0.64As/In_0.68Ga_0.32As. Do wzrostu heterostruktur półprzewodnikowych wykorzystano technikę epitaksji z wiązek molekularnych (MBE). Dzięki tej metodzie wytworzono pełne struktury przyrządowe jak również obszary aktywne, przeznaczone do wzrostu falowodów z InP metodą epitaksji z fazy gazowej ze związków metalo-organicznych MOVPE. Przeprowadzono charakteryzację heterostruktur oraz przeprowadzono dyskusję stabilność i powtarzalność wykonanych procesów epitaksjalnych. Pomiary charakterystyk elektrooptycznych kwantowych laserów kaskadowych wykazały pracę impulsową w temperaturach powyżej 300K, co umożliwia zastosowanie ich w układach do detekcji śladowej ilości substancji gazowych.

EN

In this paper we present an optimization of growth process technology of quantum cascade lasers (QCL). Heterostructures were based on a lattice matched active region grown of In_0.52Al._0.48As/In_0.53Ga_0.47As with emitting range of 9÷10 µm or, alternatively, a strain compensated active region of In_0.36Al._0.64As/In_0.68Ga_0.32As emitting in 4÷5,5 µm range. For growing the laser heterostructures, solid state molecular beam epitaxy (MBE) was used. This method allows to grow full laser heterostructures and also the active regions for the regrowth of InP waveguide by metalo-organic vapor phase deposition (MOVPE). The characterization of achieved structures parameters and discussion about the growth processes stability and reproducibility is presented. Electro-optical measurements of the quantum cascade lasers demonstrate their operation in the temperature higher than 300 K in the pulse mode, which gives possibility to use such devices in trace gas sensing.

Słowa kluczowe

PL

epitaksja z wiązek molekularnych; MBE; kwantowe lasery kaskadowe; QCL; InGaAs; InAIAs

EN

molecular beam epitaxy; MBE; quantum cascade laser; QCL; InGaAs; InAlAs

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 57, nr 9
• Strony: 14--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gutowski P.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Pierściński K.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Karbownik P.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Morawiec M.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Bugajski M.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Sankowska I.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Pierścińska D.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Serebrennikova O.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Pruszyńska-Karbownik E.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

Bibliografia

• [1] Wysocki G., McCurdy M., So S., Weidmann D., Roller C., Curl R., Tittel F., (10 November 2004) Applied Optics vol. 43, nr 32.
• [2] Miczuga M., Głogowski P., Kubacki J., Kwaśny M., Kopczyński K., (2010) Elektronika vol. 51, nr 10, str. 46–50.
• [3] Beck M., Hofstetter D., Aellen T., Faist J., Oesterle U., Ilegems M., Gini E., Melchior H., (2002) Science 11 vol. 295 str. 301–305.
• [4] Wang C., Goyal A., Huang R., Donnelly J., Calawa D., Turner G., Sanchez-Rubio A., Hsu A, Hu Q., Williams B., (2010) Journal of Crystal Growth vol. 312 str. 1157–1164.
• [5] Pelzel R., (2013) CS MANTECH Conference, May 13th – 16th, New Orleans, Louisiana, USA.
• [6] Gutowski P., Sankowska I., Kubacka-Traczyk J., Gołaszeska-Malec K., Bugajski M., Grzonka J., (2014) Elektronika vol. 55 nr 11, str. 31–33.
• [7] Gutowski P., Karbownik P., Trajnerowicz A., Pierściński K., Pierscińska D., Sankowska I., Kubacka-Traczyk J, Sakowicz M., Bugajski M., (2014) Photonics Letters of Poland, vol 6, nr 4, str. 142–144 applications.

Uwagi

PL

Przedstawione prace badawcze wykonane zostały w ramach projektu PBS1/B3/2/2012 ”Emitery i detektory podczerwieni nowej generacji do zastosowań w urządzeniach do detekcji śladowych ilości zanieczyszczeń gazowych”.