6 research outputs found

    Flexbility of Ga-containing type-II superlattice for long-wavelength infrared detection

    Get PDF
    In this paper, the flexibility of long-wavelength Type-II InAs/GaSb superlattice (Ga-containing SL) is explored and investigated from the growth to the device performance. First, several samples with different SL period composition and thickness are grown by molecular beam epitaxy. Nearly strain-compensated SLs on GaSb exhibiting an energy band gap between 105 to 169 meV at 77K are obtained. Second, from electronic band structure calculation, material parameters are extracted and compared for the different grown SLs. Finally, two p-i-n device structures with different SL periods are grown and their electrical performance compared. Our investigation shows that an alternative SL design could potentially be used to improve the device performance of diffusion-limited devices for long-wavelength infrared detection

    Optical properties of bimodally distributed InAs quantum dots grown on digital AlAs0.56Sb0.44 matrix for use in intermediate band solar cells

    Get PDF
    High-quality InAs quantum dots (QDs) with nominal thicknesses of 5.0тАУ8.0 monolayers were grown on a digital AlAs0.56Sb0.44 matrix lattice-matched to the InP(001) substrate. All QDs showed bimodal size distribution, and their optical properties were investigated by photoluminescence (PL) and time-resolved PL measurements. Power dependent PL exhibited a linear relationship between the peak energy and the cube root of the excitation power for both the small QD family (SQDF) and the large QD family (LQDF), which is attributed to the type-II transition. The PL intensity, peak energy, and carrier lifetime of SQDF and LQDF showed very sensitive at high temperature. Above 125тАЙK, the PL intensity ratio increased continuously between LQDF and SQDF, the peak energy shifted anomalously in SQDF, and the longer carrier radiative lifetime (тЙе3.0тАЙns at 77тАЙK) reduced rapidly in SQDF and slowly in LQDF. These results are ascribed to thermally activated carrier escape from SQDF into the wetting layer, which then relaxed into LQDF with low-localized energy states

    Electron and proton radiation effects on band structure and carrier dynamics in MBE and MOCVD grown III-V test structures

    Get PDF
    As part of a continuing study on radiation effects in photovoltaic materials, we exposed a series of AlGaAs/GaAs double heterostructures grown by molecular beam epitaxy and metalorganic chemical vapor deposition to electron and proton radiation. The active regions of the test articles were doped either unintentionally, p -type or n -type. Steady state and time resolved photoluminescence spectroscopy were used to characterize changes to the band structure and carrier dynamics. The effect of electron radiation on low temperature photoluminescence spectra and on room temperature carrier lifetime varied with dopant type and density. Steady-state photoluminescence reveals distinct effects from electron and proton exposures

    рдорд╣рд┐рд╖рд╛рд╕реБрд░: рдорд┐рдердХ рд╡ рдкрд░рдВрдкрд░рд╛рдПрдВ

    Get PDF
    рдЗрдХреНрдХрд╕рд╡реАрдВ рд╕рджреА рдХреЗ рджреВрд╕рд░реЗ рджрд╢рдХ рдореЗрдВ рднрд╛рд░рдд рдореЗрдВ рдорд╣рд┐рд╖рд╛рд╕реБрд░ рдЖрдВрджреЛрд▓рди рджреНрд╡рд┐рдЬ рд╕рдВрд╕реНрдХреГрддрд┐ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдЪреБрдиреМрддреА рдмрдирдХрд░ рдЙрднрд░рд╛ред рдЗрд╕рдХреЗ рдорд╛рдзреНрдпрдо рд╕реЗ рдЖрджрд┐рд╡рд╛рд╕рд┐рдпреЛрдВ, рдкрд┐рдЫрдбрд╝реЛрдВ рдФрд░ рджрд▓рд┐рддреЛрдВ рдХреЗ рдПрдХ рдмрдбрд╝реЗ рд╣рд┐рд╕реНрд╕реЗ рдиреЗ рдЕрдкрдиреА рд╕рд╛рдВрд╕реНрдХреГрддрд┐рдХ рджрд╛рд╡реЗрджрд╛рд░реА рдкреЗрд╢ рдХреАред рд▓реЗрдХрд┐рди рдпрд╣ рдЖрдВрджреЛрд▓рди рдХреНрдпрд╛ рд╣реИ, рдЗрд╕рдХреА рдЬрдбрд╝реЗрдВ рд╕рдорд╛рдЬ рдореЗрдВ рдХрд╣рд╛рдВ рддрдХ рдлреИрд▓реА рд╣реИрдВ, рдмрд╣реБрдЬрдиреЛрдВ рдХреА рд╕рд╛рдВрд╕реНрдХреГрддрд┐рдХ рдкрд░рдВрдкрд░рд╛ рдореЗрдВ рдЗрд╕рдХрд╛ рдХреНрдпрд╛ рд╕реНрдерд╛рди рд╣реИ, рдореМрдЬреВрджрд╛ рд▓реЛрдХ-рдЬреАрд╡рди рдореЗрдВ рдорд╣рд┐рд╖рд╛рд╕реБрд░ рдХреА рдЙрдкрд╕реНрдерд┐рддрд┐ рдХрд┐рди-рдХрд┐рди рд░реВрдкреЛрдВ рдореЗрдВ рд╣реИ, рдЗрд╕рдХреЗ рдкреБрд░рд╛рддрд╛рддреНрд╡рд┐рдХ рд╕рд╛рдХреНрд╖реНрдп рдХреНрдпрд╛ рд╣реИрдВ? рдЧреАрддреЛрдВ-рдХрд╡рд┐рддрд╛рдУрдВ рд╡ рдирд╛рдЯрдХреЛрдВ рдореЗрдВ рдорд╣рд┐рд╖рд╛рд╕реБрд░ рдХрд┐рд╕ рд░реВрдк рдореЗрдВ рдпрд╛рдж рдХрд┐рдП рдЬрд╛ рд░рд╣реЗ рд╣реИрдВ рдФрд░ рдЕрдХрд╛рджрдорд┐рдХ-рдмреМрджреНрдзрд┐рдХ рд╡рд░реНрдЧ рдХреЛ рдЗрд╕ рдЖрдВрджреЛрд▓рди рдиреЗ рдХрд┐рд╕ рд░реВрдк рдореЗрдВ рдкреНрд░рднрд╛рд╡рд┐рдд рдХрд┐рдпрд╛ рд╣реИ, рдЙрдирдХреА рдкреНрд░рддрд┐рдХреНрд░рд┐рдпрд╛рдПрдВ рдХреНрдпрд╛ рд╣реИрдВ? рдЖрджрд┐ рдкреНрд░рд╢реНрдиреЛрдВ рдкрд░ рд╡рд┐рдорд░реНрд╢ рд╣рдореЗрдВ рдПрдХ рдРрд╕реА рдмреМрджреНрдзрд┐рдХ рдпрд╛рддреНрд░рд╛ рдХреА рдУрд░ рд▓реЗ рдЬрд╛рдиреЗ рдореЗрдВ рд╕рдХреНрд╖рдо рд╣реИрдВ, рдЬрд┐рд╕рд╕реЗ рд╣рдордореЗрдВ рдЕрдзрд┐рдХрд╛рдВрд╢ рдЕрднреА рддрдХ рдЕрдкрд░рд┐рдЪрд┐рдд рд░рд╣реЗ рд╣реИрдВред рдХреНрдпрд╛ рдорд╣рд┐рд╖рд╛рд╕реБрд░ рджрдХреНрд╖рд┐рдг рдПрд╢рд┐рдпрд╛ рдХреЗ рдЕрдирд╛рд░реНрдпреЛрдВ рдХреЗ рдкреВрд░реНрд╡рдЬ рдереЗ, рдЬреЛ рдмрд╛рдж рдореЗрдВ рдПрдХ рдорд┐рдердХреАрдп рдЪрд░рд┐рддреНрд░ рдмрди рдХрд░ рдмрд╣реБрдЬрди рд╕рдВрд╕реНрдХреГрддрд┐ рдХреЗ рдкреНрд░рддреАрдХ рдкреБрд░реБрд╖ рдмрди рдЧрдП? рдХреНрдпрд╛ рдпрд╣ рдмрд╣реБрдд рдмрд╛рдж рдХреА рдкрд░рд┐рдШрдЯрдирд╛ рд╣реИ, рдЬрдм рдорд╛рдХрдгреНрдбреЗрдп рдкреБрд░рд╛рдг, рджреБрд░реНрдЧрд╛рд╕рдкреНрддрд╢рддреА рдЬреИрд╕реЗ рдЧреНрд░рдВрде рд░рдЪ рдХрд░, рдПрдХ рдХрдкреЛрд▓-рдХрд▓реНрдкрд┐рдд рджреЗрд╡реА рдХреЗ рд╣рд╛рдереЛрдВ рдорд╣рд┐рд╖рд╛рд╕реБрд░ рдХреА рд╣рддреНрдпрд╛ рдХреА рдХрд╣рд╛рдиреА рдЧрдврд╝реА рдЧрдИ? рдЗрд╕ рдЖрдВрджреЛрд▓рди рдХреА рд╕реИрджреНрдзрд╛рдВрддрд┐рдХреА рдХреНрдпрд╛ рд╣реИ? рдкреНрд░рдореЛрдж рд░рдВрдЬрди рджреНрд╡рд╛рд░рд╛ рд╕рдВрдкрд╛рджрд┐рдд рдХрд┐рддрд╛рдм тАЬрдорд╣рд┐рд╖рд╛рд╕реБрд░: рдорд┐рдердХ рд╡ рдкрд░рдВрдкрд░рд╛рдПрдВтАЭ рдореЗрдВ рд▓реЗрдЦрдХреЛрдВ рдиреЗ рдЙрдкрд░реЛрдХреНрдд рдкреНрд░рд╢реНрдиреЛрдВ рдкрд░ рд╡рд┐рдЪрд╛рд░ рдХрд┐рдпрд╛ рд╣реИ рддрдерд╛ рд╡рд┐рд▓реБрдкреНрддрд┐ рдХреЗ рдХрдЧрд╛рд░ рдкрд░ рдЦрдбрд╝реЗ рдЕрд╕реБрд░ рд╕рдореБрджрд╛рдп рдХрд╛ рд╡рд┐рд╕реНрддреГрдд рдиреГрд╡рдВрд╢рд╢рд╛рд╕реНрддреНрд░реАрдп рдЕрдзреНрдпрдпрди рднреА рдкреНрд░рд╕реНрддреБрдд рдХрд┐рдпрд╛ рд╣реИред рдЗрд╕ рдкреБрд╕реНрддрдХ рдореЗрдВ рд╕рдордХрд╛рд▓реАрди рднрд╛рд░рддреАрдп рд╕рд╛рд╣рд┐рддреНрдп рдореЗрдВ рдорд╣рд┐рд╖рд╛рд╕реБрд░ рдкрд░ рд▓рд┐рдЦреА рдЧрдИ рдХрд╡рд┐рддрд╛рдУрдВ рд╡ рдЧреАрддреЛрдВ рдХрд╛ рдкреНрд░рддрд┐рдирд┐рдзрд┐ рд╕рдВрдХрд▓рди рднреА рд╣реИ рддрдерд╛ рдорд╣рд┐рд╖рд╛рд╕реБрд░ рдХреА рдмрд╣реБрдЬрди рдХрдерд╛ рдкрд░ рдЖрдзрд╛рд░рд┐рдд рдПрдХ рдирд╛рдЯрдХ рднреА рдкреНрд░рдХрд╛рд╢рд┐рдд рд╣реИред рд╕рдорд╛рдЬ-рд╡рд┐рдЬреНрдЮрд╛рди рд╡ рд╕рд╛рдВрд╕реНрдХреГрддрд┐рдХ рд╡рд┐рдорд░реНрд╢ рдХреЗ рдЕрдзреНрдпреЗрддрд╛рдУрдВ, рд╕рд╛рдорд╛рдЬрд┐рдХ-рд░рд╛рдЬрдиреАрддрд┐рдХ рдХрд╛рд░реНрдпрдХрд░реНрддрд╛рдУрдВ, рд╕рд╛рд╣рд┐рддреНрдп рдкреНрд░реЗрдорд┐рдпреЛрдВ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдпрд╣ рдПрдХ рдЖрд╡рд╢реНрдпрдХ рдкреБрд╕реНрддрдХ рд╣реИ

    Electrically pumped quantum-dot lasers grown on 300 mm patterned Si photonic wafers

    No full text
    Monolithic integration of quantum dot (QD) gain materials onto Si photonic platforms via direct epitaxial growth is a promising solution for on-chip light sources. Recent developments have demonstrated superior device reliability in blanket hetero-epitaxy of III-V devices on Si at elevated temperatures. Yet, thick, defect management epi designs prevent vertical light coupling from the gain region to the Si-on-Insulator waveguides. Here, we demonstrate the first electrically pumped QD lasers grown by molecular beam epitaxy on a 300тАЙmm patterned (001) Si wafer with a butt-coupled configuration. Unique growth and fabrication challenges imposed by the template architecture have been resolved, contributing to continuous wave lasing to 60тАЙ┬░C and a maximum double-side output power of 126.6тАЙmW at 20тАЙ┬░C with a double-side wall-plug efficiency of 8.6%. The potential for robust on-chip laser operation and efficient low-loss light coupling to Si photonic circuits makes this heteroepitaxial integration platform on Si promising for scalable and low-cost mass production
    corecore