Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Interfaces-engineered M-structure for infrared detectors

Marchewka Michał, Jarosz Dawid, Ruszała Marta, Juś Anna, Krzemiński Piotr, Bobko Ewa, Trzyna-Sowa Małgorzata, Wojnarowska-Nowak Renata, Śliż Paweł, Rygała Michał, Motyka Marcin

Opto-Electronics Review

|

2024

|

Vol. 32, No. 2

art. no. e150183

EN

In this paper, the authors report strain-balanced M-structures InAs/GaSb/AlSb/GaSb superlattice growth on GaSb substrates using two kinds of interfaces (IFs): GaAs-like IFs and InSb-like IFs. The in-plane compressive strain of 60-period and 100-period InAsm/GaSb/AlSbn/GaSb with different InAs (m) and AlSb (n) monolayers are investigated. The M-structures InAs/GaSb/AlSb/GaSb represent type II superlattices (T2SL) and at present are under intensive investigation. Many authors showtheoretical and experimental results that such structures can be used as a barrier material for a T2SL InAs/GaSb absorber tuned for long-wave infrared detectors (8 μm–14 μm). Beside that, M-structure can also be used as an active material for short-wave infrared detectors to replace InAs/GaSb which, for this region of infrared, are a big challenge from the point of view of balancing compression stress. The study of InAs/GaSb/AlSb/GaSb superlattice with the minimal strain for GaSb substrate can be obtained by a special procedure of molecular beam epitaxy growth through special shutters sequence to form both IFs. The authors were able to achieve smaller minimal mismatches of the lattice constants compared to literature. The high-resolution X-ray diffraction measurements prove that two types of IFs are proper for balancing the strain in such structures. Additionally, the results of Raman spectroscopy, surface analyses of atomic force microscopy, and differential interference contrast microscopy are also presented. The numerical calculations presented in this paper prove that the presence of IFs significantly changes the energy gap in the case of the investigated M-structures. The theoretical results obtained for one of the investigated structures, for a specially designed structure reveal an extra energy level inside the energy gap. Moreover, photoluminescence results obtained for this structure prove the good quality of the synthesized M-structures, as well as are in a good agreement with theoretical calculations.

2

Low-temperature growth of InAs/GaSb superlattices on miscut GaAs substrates for mid-wave infrared detectors

Martyniuk Piotr, Benyahia Djalal

Opto-Electronics Review

|

2023

|

Vol. 31, Special Issue

art. no. e144557

EN

Short-period 10 monolayers InAs/10ML GaSb type-II superlattices have been deposited on a highly lattice-mismatched GaAs (001), 2° offcut towards <110> substrates by molecular beam epitaxy. This superlattice was designed for detection in the mid-wave infrared spectral region (cut-off wavelength, λcut-off = 5.4 μm at 300 K). The growth was performed at relatively low temperatures. The InAs/GaSb superlattices were grown on a GaSb buffer layer by an interfacial misfit array in order to relieve the strain due to the ~7.6% lattice-mismatch between the GaAs substrate and type-II superlattices. The X-ray characterisation reveals a good crystalline quality exhibiting full width at half maximum ~100 arcsec of the zero-order peak. Besides, the grown samples have been found to exhibit a change in the conductivity.

3

Optimization of p-type contacts to InGaN-based laser diodes and light emitting diodes grown by plasma assisted molecular beam epitaxy

Nowakowski-Szkudlarek Krzesimir, Muziol Grzegorz, Żak Mikolaj, Hajdel Mateusz, Siekacz Marcin, Feduniewicz-Żmuda Anna, Skierbiszewski Czesław

Optica Applicata

|

2020

|

Vol. 50, nr 2

323--330

EN

We investigated the influence of the In0.17Ga0.83N:Mg contact layer grown by plasma assisted molecular beam epitaxy on the resistivity of p-type Ni/Au contacts. We demonstrate that the Schottky barrier width for p-type contact is less than 5 nm. We compare circular transmission line measurements with a p-n diode current-voltage characteristics and show that discrepancies between these two methods can occur if surface quality is deteriorated. It is found that the most efficient contacts to p-type material consist of In0.17Ga0.83N:Mg contact layer with Mg doping levelas high as 2 × 1020 cm–3.

4

Technologia MBE struktur fotorezystorów LWIR na bazie SL II rodzaju

Jasik Agata, Sankowska Iwona, Czuba Krzysztof, Smoczyński Dariusz, Kotowski Mateusz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2019

|

R. 95, nr 9

115--118

PL

W artykule przedstawiono wybrane aspekty dwuetapowej optymalizacji supersieci II rodzaju InAs/GaSb stosowanych w konstrukcji fotodetektorów długofalowego promieniowania podczerwonego. Pierwszy etap miał na celu opracowanie wzrostu struktur periodycznych potwierdzonych badaniami dyfrakcyjnymi, natomiast drugi redukcję defektów punktowych na ich powierzchni. Zademonstrowano wpływ grubości obszarów międzyfazowych InSb na gęstość defektów oraz wpływ defektów na właściwości fotorezystorów. Uzyskano przyrządy o krawędzi absorbcji ok. 9,3 μm pracujące bez chłodzenia kriogenicznego (do 225 K).

EN

The article presents selected aspects of the two-stage optimization of type II InAs/GaSb superlattice for the use in photodetectors of the long-wavelength-infrared radiation. The first stage was to develop the growth of the periodic structures confirmed by x-ray diffraction studies, and the second one to reduce density of the point defects on the superlattice surface. The effect of the thickness of InSb interfaces on the defect density and the impact of defects on the photoconductor properties was shown. The photoconductors with absorption cut-off wavlength of about 9.3 μm and an current responsivity (Ri) detecteble in a wide temperature range of up to 225 K were obtained.

5

Nanostructures with Ge–Si quantum dots for infrared photodetectors

Izhnin I. I., Fitsych O. I., Voitsekhovskii A. V., Kokhanenko A. P., Lozovoy K. A., Dirko V. V.

Opto-Electronics Review

|

2018

|

Vol. 26, No. 3

195--200

EN

In this paper questions of optimization of growth conditions in the method of molecular beam epitaxy for creation of high-efficient quantum dot infrared photodetectors are considered. As a model material system for theoretical investigations, heterostructures with germanium-silicon quantum dots on the silicon surface are chosen. For calculations of the dependencies of quantum dots array parameters on synthesis conditions the kinetic model of growth of differently shaped quantum dots based on the general nucleation theory is proposed. The theory is improved by taking into account the change in free energy of nucleation of an island due to the formation of additional edges of islands and due to the dependence of surface energies of facets of quantum dots on the thickness of a 2D wetting layer during the Stranski–Krastanow growth. Calculations of noise and signal characteristics of infrared photodetectors based on heterostructures with quantum dots of germanium on silicon are done. Dark current in such structures caused by thermal emission and barrier tunneling of carriers, as well as detectivity of the photodetector in the approximation of limitation by generation-recombination noises are estimated. Moreover, the presence of dispersion of quantum dots by size is taken into account in the calculations of the generation-recombination noises. Results of calculations of the properties of structures with quantum dots and their dependencies on growth parameters, as well as the characteristics of quantum dot photodetectors are presented. Comparison of the estimated parameters of quantum dots ensembles and the characteristics of quantum dot photodetectors with experimental data is carried out.

6

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

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

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 9

14--18

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 In0.52Al.0.48As/In0.53Ga0.47As oraz z zakresu 4÷5,5 µm bazujących na naprężonym skompensowanym obszarze aktywnym z In0.36Al.0.64As/In0.68Ga0.32As. 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 In0.52Al.0.48As/In0.53Ga0.47As with emitting range of 9÷10 µm or, alternatively, a strain compensated active region of In0.36Al.0.64As/In0.68Ga0.32As 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.

7

Detektory supersieciowe InAs/GaSb : wybrane aspekty technologii wytwarzania

Czuba K., Sankowska I., Jasik A., Jureńczyk J., Papis-Polakowska E., Kaźmierczak P., Kaniewski J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 9

3--9

PL

Specyficzne własności supersieci II rodzaju (T2SL) z InAs/GaSb mogą spowodować w przyszłości dominację tego materiału w produkcji detektorów podczerwieni. Istotnym argumentem stosowania detektorów na bazie supersieci stanowi fakt, że ze względu na zagrożenie dla środowiska w najbliższych latach przewiduje się stopniową eliminację rtęci (Hg) i kadmu (Cd) z technologii półprzewodnikowych. Ciągła poprawa jakości podłóż i materiału supersieci, konstrukcji detektorów oraz technik „processingu” połączona z poznaniem fundamentalnych procesów fizycznych pozwalaja obecnie na wytwarzanie przyrządów dyskretnych i matryc pracujących w obszarze widmowym średniej, dalekiej i bardzo dalekiej podczerwieni. W pracy przedstawiono aktualny stan wiedzy na temat detektorów T2SL oraz przedyskutowano przyczyny degradacji ich parametrów.

EN

InAs/GaSb type-II superlattices (T2SL) have the potential to become main material used in production of infrared detection and imaging devices. Mostly due to their properties such as easy bandgap engineering or suppression of Auger processes. Moreover, the use of mercury and cadmium, most commonly used elements in present photodetectors, is being more and more restricted due to environmental and health hazards. In this work, selected aspects of T2SL detectors technology have been described.

8

Heterostructures with self-organized quantum dots of Ge on Si for optoelectronic devices

Lozovoy K. A., Voytsekhovskiy A. V., Kokhanenko A. P., Satdarov V. G., Pchelyakov O. P., Nikiforov A. I.

Opto-Electronics Review

|

2014

|

Vol. 22, No. 3

171-177

EN

In this paper an analysis of tendencies of Ge on Si quantum dots nanoheterostructures’ usage in different optoelectronic devices such as, for example, solar cells and photodetectors of visible and infra-red regions is carried out; a complex mathematical model for calculation of dependency on growth conditions of self-organized quantum dots of Ge on Si grown using the method of molecular beam epitaxy parameters is described. Ways of segregation effect and underlying layers’ influence are considered. It is shown that for realization of good device characteristics quantum dots should have high density, small sizes, uniformity, and narrow size distribution function. The desirable parameters of arrays of square and rectangular quantum dots for device application are attainable under certain growth conditions.

9

Epitaksja struktur laserów kaskadowych

Gutowski P., Sankowska I., Kubacka-Traczyk J., Gołaszewska-Malec K., Bugajski M., Grzonka J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 11

31-33

PL

W artykule opisano wzrost struktur kwantowych laserów kaskadowych, wykonanych w czterech różnych wariantach konstrukcji falowodu, przy wykorzystaniu tego samego schematu budowy obszaru aktywnego. Każda z konstrukcji falowodu została zasymulowana z wykorzystaniem modelu Drudego- Lorentza. Trzy z nich, które otrzymane zostały wyłącznie przy pomocy metody epitaksji z wiązek molekularnych, zostały poddane szczegółowej analizie. Charakteryzację struktur wykonano za pomocą wysokorozdzielczej dyfrakcji Rentgenowskiej (HRXRD), transmisyjnego mikroskopu skaningowego (TEM) oraz mikroskopu sił atomowych (AFM). Pozwoliło to na określenie parametrów wzrostu obszaru aktywnego lasera. Zaprezentowano porównanie parametrów wykonanych struktur laserów kaskadowych pokazało trudności w uzyskaniu dobrej jakości grubych warstw falowodowych InAlAs. Uzyskane struktury laserów kaskadowych charakteryzowały się dobrą precyzją i powtarzalnością wykonania.

EN

In this work we present molecular beam epitaxial growth of the quantum cascade lasers heterostructures with the same active region but four waveguide constructions, with increasing difficult level and device performance. Each design was calculated using Drude-Lorentz model, but only first three structures were presented in this work. Structure quality was measured based on High Resolution X-Ray Diffraction measurement. Also Transmission Scanning Microscopy and Atomic Forces Microscopy was used to determinate the active region superlattice interfaces and surface roughness. Suitable comparison of the structures show difficult in InAlAs growth of thick waveguide layers. High quality and precision, with good reproducibility of QCL structures was shown.

10

Photoluminescence of HgCdTe nanostructures grown by molecular beam epitaxy on GaAs

Izhnin I. I., Izhnin A. I., Mynbaev K. D., Bazhenov N. L., Shilyaev A. V., Mikhailov N. N., Varavin V. S., Dvoretsky S. A., Fitsych O. I., Voitsekhovsky A. V.

Opto-Electronics Review

|

2013

|

Vol. 21, No. 4

390-394

EN

Photoluminescence (PL) of HgCdTe-based hetero-epitaxial nanostructures with 50 to 1100 nm-wide potential wells was studied. The nanostructures were grown by molecular beam epitaxy on GaAs substrates. A strong degree of alloy disorder was found in the material, which led to the broadening of the PL spectra and a considerable Stokes shift that could be traced up to temperature T~230 K. Annealing of the structures improved the ordering and led to the increase in the PL intensity. A remarkable feature of the PL was an unexpectedly small decrease of its intensity with temperature increasing from 84 to 300 K. This effect can be related to localization of carriers at potential fluctuations and to the specific character of Auger-type processes in HgCdTe-based nanostructures.

11

Multi-step interrupted-growth MBE technology for GaAs/AlGaAs (~9.4 µm) room temperature operating quantum-cascade lasers

Kosiel K., Kubacka-Traczyk J., Sankowska I., Szerling A., Gutowski P., Bugajski M.

Opto-Electronics Review

|

2012

|

Vol. 20, No. 3

239-246

EN

In order to adjust the highly controllable and optimum growth conditions, the multi-step interrupted-growth MBE processes were performed to deposit a series of GaAs/Al₀.₄₅Ga₀.₅₅As QCL structures. The additional calibrations of MBE system were carried out during the designed growth interruptions. This solution was combined with a relatively low growth rate of active region layers, in order to suppress the negative effects of elemental flux instabilities. As a result, the fabricated QCL structures have yielded devices operating with peak optical power of ~12 mW at room temperature. That is a better result than was obtained for comparable structures deposited with a growth rate kept constant, and with the only initial calibrations performed just before the epitaxy of the overall structure.

12

Defects in HgCdTe grown by molecular beam epitaxy on GaAs substrates

Izhnin I. I., Izhnin A. I., Savytskyy H. V., Fitsych O. I., Mikhailov N. N., Varavin V. S., Dvoretsky S. A., Sidorov Y. G., Mynbaev K. D.

Opto-Electronics Review

|

2012

|

Vol. 20, No. 4

375-378

EN

The Hall effect and photoluminescence measurements combined with annealing and/or ion milling were used to study the electrical and optical properties of HgCdTe films grown by molecular-beam epitaxy on GaAs substrates with ZnTe and CdTe buffer layers. Unintentional donor doping, likely from the substrate, which resulted in residual donor concentration of the order of 10¹⁵ cm⁻³, was observed in the films. Also, acceptor states, possibly related to structural defects, were observed.

13

Optyczne właściwości supersieci GaAs/AlGaAs badane za pomocą spektroskopii modulacyjnej

Janiak F., Motyka M., Sęk G., Ryczko K., Misiewicz J., Kosiel K., Bugajski M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 10

46-48

PL

Spektroskopię modulacyjną- fotoodbicie zastosowano do badania optycznych i strukturalnych właściwości supersieci AlGaAs/GaAs. Otrzymano widma fotoodbiciowe bogate w linie spektralne związane z procesami absorpcji między poszczególnymi stanami kwantowymi w badanych supersieciach. Zmierzone linie spektralne zidentyfikowane zostały na podstawie obliczeń struktury pasmowej w modelu masy efektywnej. Przeprowadzone pomiary pozwoliły potwierdzić założone w procesie wzrostu składy i grubości poszczególnych warstw studni i barier. Ponadto wykazano bardzo dużą jednorodność wytwarzanych 2-calowych płytek jak również wysoką powtarzalność procesów technologicznych.

EN

Modulation spectroscopy - photoreflectance has been applied for optical investigation of AlGaAs/GaAs superlattices. Optical features obtained in photoreflectance spectra associated with the transitions between confined levels in investigated superlattices have been recognized and analyzed by calculation performed in effective mass approximation formalism. In addition, there has been demonstrated a high uniformity of investigated 2 inch wafers and also high repeatability of the growth process.

14

Mechanizm wzrostu warstw GaN techniką epitaksji z wiązek molekularnych z plazmowym źródłem azotu

Kłosek K., Sobańska M., Żytkiewicz Z. R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 9

85-88

PL

W pracy omówiono metodę określenia optymalnych parametrów procesu wzrostu warstw azotku galu techniką epitaksji z wiązek molekularnych z plazmowym źródłem azotu. Przedstawiono również metodę kontroli parametrów pracy źródła plazmowego. Przeprowadzone doświadczenia doprowadziły do precyzyjnej kontroli proporcji Ga/N na powierzchni rosnącej warstwy, co pozwoliło na uzyskanie stabilnego dwuwymiarowego wzrostu warstw GaN o wysokiej jakości.

EN

A method that allows determination of optimal conditions of growing GaN epilayers by molecular beam epitaxy with the use of RF plasma nitrogen source is presented. A way of controlling parameters of the nitrogen plasma source is also discussed. Procedure elaborated allowed precise adjustment of Ga/N ratio on the surface of growing layer, which is crucial for stable, two-dimensional growth of high quality GaN layers.

15

Krystalizacja i właściwości warstw GaN osadzanych na podłożach Si(111) techniką epitaksji z wiązek molekularnych z plazmowym źródłem azotu

Żytkiewicz Z. R., Sobańska M., Łusakowska E., Kłosek K., Borysiuk J., Wierzbicka A., Reszka A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 9

27-30

PL

W pracy przedstawiono szczegóły procesu wzrostu warstw GaN na podłożach Si(111) przy wykorzystaniu techniki epitaksji z wiązek molekularnych z plazmowym źródłem azotu. Omówiono również wpływ warunków wzrostu na właściwości otrzymywanych warstw.

EN

In this work details of procedure of GaN growth on Si(111) substrates by molecular beam epitaxy with the use of RF plasma nitrogen source are presented Influence of growth conditions on properties of the layers is discussed.

16

A novel approach to increase emission wavelength of InAs/GaAs quantum dots by using a quaternary capping layer

Chowdhury S., Adhikary S., Halder N., Chakrabarti S.

Opto-Electronics Review

|

2010

|

Vol. 18, No. 3

246-249

EN

In this paper, we present a new approach to obtain large size dots in an MBE grown InAs/GaAs multilayer quantum dot system. This is achieved by adding an InAlGaAs quaternary capping layer in addition to a high growth temperature (590°C) GaAs capping layer with the view to tune the emission wavelength of these QDs towards the 1.3 µm/0.95 eV region important for communication devices. Strain driven migration of In atoms from InAlGaAs alloy to the InAs QDs effectively increases the size of QDs. Microscopic investigations were carried out to study the dot size and morphology in the different layers of the grown samples. Methods to reduce structural defects like threading dislocations in multilayer quantum dot samples are also studied.

17

Morfologia powierzchni międzyfazowych w wielowarstwowych strukturach periodycznych AlGaAs/GaAs

Barańska A., Kosiel K., Kubacka-Traczyk J., Bugajski M., Pasternak I., Płociński T., Kurzydłowski K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 10

112-115

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań morfologii powierzchni międzyfazowych heterostruktur epitaksjalnych AlGaAs/GaAs. Struktury zostały wykonane metodą epitaksji z wiązek molekularnych (MBE). Charakteryzację struktur przeprowadzono stosując mikroskopię sił atomowych (AFM) oraz wysokorozdzielczą transmisyjną mikroskopię elektronową (HRTEM). Badano warstwy GaAs/GaAs, AlGaAs/GaAs oraz wielowarstwowe struktury periodyczne AlGaAs/GaAs, osadzane na podłożach o orientacji (100).

EN

The paper presents some results of investigation of interfacial morphology in AlGaAs/GaAs epitaxial heterostructures. The structures were grown by molecular beam epitaxy (MBE). Their characterisation was performed by atomie force microscopy (AFM) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). The simple GaAs/GaAs, AlGaAs/GaAs as well as multilayer, periodic AlGaAs/GaAs heterostructures deposited on (100) GaAs substrates were studied.

18

Lasery kaskadowe na zakres średniej podczerwieni

Kosiel K., Szerling A., Karbownik P., Kubecka-Traczyk J., Pruszyńska-Karbownik E., Trajnerowicz A., Pierścińska D., Bugajski M

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 10

99-102

PL

Lasery kaskadowe są przyrządami unipolarnymi, w których mechanizm emisji promieniowania koherentnego opiera się na wewnątrzpasmowych optycznych przejściach nośników. Istota ich działania pozwala na zastosowanie szerokiej gamy półprzewodnikowych materiałów epitaksjalnych, w celu otrzymania długości fali wybranej z bardzo szerokiego zakresu emisyjnego podczerwieni. Warunkiem sukcesu jest sprostanie wymaganiom skrajnie wysokiej precyzji podczas realizacji założeń konstrukcyjnych, zwłaszcza tych dotyczących geometrii krawędzi pasma przewodnictwa obszaru aktywnego. Prezentujemy tu opracowaną przez nas technologię wytwarzania laserów kaskadowych AlGaAs/GaAs, emitujących wiązkę (∼ 9,4 µm) o mocy ponad 1 W piku (77K) oraz moc optyczną - 12 W w temperaturze pokojowej.

EN

Quantum cascade lasers are unipolardevices, in which the machanism of emission of coherent radiation is based on the intraband optical transitions of carriers, The idea of QCL enables the application of a wide range of epitaxial semiconductor materials in order to extract the needed wavelength, which is obtainable from the very wide emission spectrum. However only the extremely precise realisation of the appropriate constructional assumptions (towards the thicknesses, compositions and the doping levels of layers of the heterostructure) promotes the success in the field. The adequate MBE technology development as well as the perfect device processing elaboration enabled us to obtain AlGaAs/GaAs quantum cascade lasers emitting the radiation (∼ 9 µm) with over 1W peak powers (77K). Lasers work at the room-temperature generating optical power - 12 mW.

19

Lasery kaskadowe z AlGaAs/GaAs na pasmo średniej podczerwieni (∼ 9 μm)

Kosiel K., Szerling A., Muszalski J., Bugajski M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 5

43-48

PL

Lasery kaskadowe są przyrządami unipolarnymi, w których mechanizm emisji promieniowania koherentnego wykorzystuje wewnątrzpasmowe optyczne przejścia nośników. Istota ich działania pozwala na zastosowanie różnych rodzajów epitaksjalnych materiałów półprzewodnikowych, w celu otrzymania długości fali wybranej z bardzo szerokiego dostępnego zakresu emisyjnego. Jednocześnie jednak jedynie skrajnie wysoka precyzja realizacji właściwych założeń konstrukcyjnych, zwłaszcza dotyczących grubości, składu i domieszkowania warstw heterostruktury epitaksjalnej pozwala osiągnąć sukces w tej dziedzinie. Odpowiednie opracowanie i realizacja technologii epitaksji z wiązek molekularnych MBE oraz zastosowany perfekcyjny processing przyrządowy pozwoliły na wykonanie laserów kaskadowych AlGaAs/GaAs, emitujących wiązkę ∼ 9 μm o mocy ponad 1 W w piku (77K).

EN

Ouantum cascade lasers are unipolar devices, in which the mechanism of emission of coherent radiation is based on the intraband optical transitions of carriers. The idea of QCL enables the application of a wide range of epitaxial semiconductor materials in order to extract the needed wavelength, which is obtainable from the very wide emission speetrum. However only the extremely precise realisation of the appropriate constructional assumptions (towards the thicknesses, compositions and the doping levels of Iayers of the heterostructure) promotes the success in the field. The adequate MBE technology development as well as the perfect device processing elaboration enabled us to obtain AlGaAs/GaAs quantum cascade lasers emitting the radiation (∼ 9 μm) with over 1 W peak powers (77K).

20

Analiza wymiarów samozorganizowanych kropek kwantowych z InAs/GaAs wykonanych techniką MBE

Kaczmarczyk M., Piotrowski T., Kaniewska M., Engström O., Pisicator J., Sadeghi M., Pawłowski S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 2

39-42

PL

Samozorganizowane kropki kwantowe wykonano z InGa/GaAs na podłożu (100) GaAs metodą epitaksji z wiązek molekularnych w modzie Strańskiego-Krastanowa techniką przerywanego wzrostu. Do charakteryzacji kropek i oceny ich jednorodności wykorzystano mikroskop sił atomowych. Analiza statystyczna rozmiarów kropek wykazała bimodalny rozkład wielkości, który wskazuje na obecność dwóch grup kropek kwantowych istotnie różniących się wymiarami i gęstością. Dominująca grupa kropek miała wymiary 5,9 i 35,4 nm odpowiednio dla wysokości i średnicy, a niejednorodność w stosunku do średnich rozmiarów była na dobrym poziomie 10%. Natomiast duże kropki były bardzo nieregularne, jednak miały małą gęstość powierzchniową około 1 × 109 cm-2 i o rząd wielkości mniejszą w porównaniu do gęstości mniejszych kropek kwantowych. Technika przerywanego wzrostu w zoptymalizowanych warunkach pozwala uzyskać grupę dobrze zdefiniowanych kropek kwantowych.

EN

Self-organized InAs/GaAs quantum dots were prepared on (100) GaAs substrates by a solid source molecular beam epitaxy in Stranski-Krastanov growth mode using growth interruption technique. Atomie force microscopy was used to characterize the dots and to conclude on the dot size uniformity. Statistical analysis of the dot size variation revealed a bimodal size distribution, which indicates the presence of two dot families differing significantly in their size and density. The dominating dots were 5.9 and 35.4 nm in height and diameter, respectively and were uniform to within 10% of the average sizes. By contrast larger dots were extremely irregular however, they were fo-und at a Iow areał density of about 1 × 109 cm-2, which was one order of the magnitude lower comparing to density of the smaller dots. On the basis of the obtained results, it is concluded that the growth interruption technique is a powerful tool in obtaining well defined quantum dots when growing under optimized conditions.