WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

полностью напряженных, нерелаксированных островках Ge0.7Si0.3 и Si-матрицы составляет 2.9%. Таким образом, максимальное смещение пика КР за счет механических напряжений в нерелаксированных островках имело бы в реальном пространстве оптической рекомбинацией величину 11 см-1. Это означает, что в данном случае между дырками, локализованными в островках Ge, и релаксация механических напряжений в германиевых электронами, находящимися в Si на гетерогранице II тинанокластерах составляет 30%.

па. Низкоэнергетичный край сигнала ФЛ от островков определяется границей спектральной характеристики Ge-детектора. Наличие эффективной ФЛ в интересу4. Фотолюминесценция ющем диапазоне длин волн позволяло надеяться на Спектры стационарной фотолюминесценции измеря- получение высокой квантовой эффективности фотопрелись на установке, собранной на основе двойного моно- образования в волноводном фотодетекторе.

хроматора СДЛ-1 с решетками 300 штр / мм (фокусное расстояние 600 мм). Фотолюминесценция возбуждалась 5. Фотоэлектрические характеристики излучением аргонового лазера ( = 488 нм) с плотфотодетектора ностью мощности возбуждения 25 Вт / см2. Излучение регистрировалось с помощью охлаждаемого жидким азоТипичные спектральные зависимости ампер-ваттной том германиевого p-i-n-фотодиода фирмы „Edinburgh чувствительности фотодетектора в режиме тока коротInstruments“. На рис. 4 представлен спектр ФЛ, измекого замыкания (смещение U = 0) в условиях засветки ренный при температуре 4.2 K. В спектре наблюдаются торца волноводов показаны на рис. 5. Различные кривые группа линий рекомбинации экситонов в кремнии с соответствуют различным длинам волновода L. Темэнергиями в диапазоне 1.05-1.1эВ и широкая полоса в пература образца комнатная. Измерения фотоотклика области 0.8 эВ ( = 1.55 мкм), обусловленная непрямой осуществлялись с помощью инфракрасного спектрометра ИКС-31 и фазочувствительного нановольтметра на частоте модуляции излучения 560 Гц. Спектральные характеристики освещенности были получены с помощью охлаждаемого CdHgTe-фоторезистора. Для исключения проникновения света в исследуемый ФП через подложку, которое может привести к ошибке в расчете величины освещенности из-за увеличения реальной площади засветки, луч света направлялся на детектор сверху под углом 5 по отношению к нормали, направленной к торцу детектора. В качестве площади фоточувствительного элемента бралась величина 50 400 мкм2, где 50 мкм — ширина волновода, 400 мкм — полная толщина структуры включая подложку. Такая процедура не учитывает оптическое связывание света в волноводе и при расчете чувствительности и квантовой эффективноРис. 4. Спектр фотолюминесценции. Температура измерения сти дает оценку снизу.

T = 4.2K.

Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып. Волноводные Ge / Si-фотодиоды со встроенными слоями квантовых точек Ge... 6. Заключение Основные результаты работы состоят в следующем.

1) Разработан метод создания волноводных кремниевых p-i-n-фотодиодов со встроенными слоями квантовых точек Ge на подложках кремний-на-изоляторе для телекоммуникационных длин волн (1.3-1.55 мкм). Слоевая плотность квантовых точек составляет 1012 см-2, размеры точек менее 10 нм.

2) За счет высокой плотности нанокластеров Ge в активной области фотодетектора и эффекта многократного внутреннего отражения достигнута квантовая эффективность 21 и 16% на длинах волн 1.3 и 1.55 мкм соответственно.

Работа выполнена при поддержке грантов Президента РФ по поддержке молодых докторов наук (МД28.2003.02), INTAS 2001-0615.

Список литературы [1] H. Presting. Thin Sol. Films, 321, 186 (1998).

[2] W.-H. Chang, A.T. Chou, W.Y. Chen, H.S. Chang, T.M. Hsu, Z. Pei, P.S. Chen, S.W. Lee, L.S. Lai, S.C. Lu, M.-J. Tsai. Appl.

Phys. Lett., 83, 2958 (2003).

[3] S. Tong, J.L. Wan, K. Wang. Appl. Phys. Lett., 80, (2002).

[4] А.И. Якимов, А.В. Двуреченский, А.И. Никифоров, С.В. Чайковский, С.А. Тийс. ФТП, 37, 1383 (2003).

[5] M. Elcurdi, P. Boucaud, S. Sauvage, G. Fishman, O. Kermarrec, Y. Campidelli, D. Bensahel, G. Saint-Girons, G. Patriarche, I. Sagnes. Physica E, 16, 523 (2003).

Рис. 6. Зависимость квантовой эффективности на длинах волн [6] A. Elfving, G.V. Hansson, W.-X. Ni. Physica E, 16, 1.3 и 1.55 мкм от длины волновода в режиме тока короткого (2003).

замыкания (a) и от величины обратного смещения при длине [7] А.И. Никифоров, В.В. Ульянов, О.П. Пчеляков, С.А. Тийс, волновода L = 4мм (b).

А.К. Гутаковский. ФТТ, 46, 80 (2004).

[8] A.I. Yakimov, A.V. Dvurechenskii, A.I. Nikiforov, V.V. Ulyanov, A.G. Milekhin, A.O. Govorov, S. Schulze, D.R.T. Zahn.

Phys. Rev. B, 67, 125 318 (2003).

На рис. 6 приведена зависимость квантовой эффектив[9] A.V. Kolobov. J. Appl. Phys., 87, 2926 (2000).

ности на длинах волн = 1.3 и 1.55 мкм от длины [10] P.M. Mooney, F. Dacol, J.C. Tsang, J.O. Chu. Appl. Phys. Lett., 62, 2069 (1993).

волновода и величины обратного смещения. Величи[11] F. Cerdeira, C.J. Buchenauer, F.H. Pollak, M. Cardona. Phys.

на рассчитывалась на основе соотношения между Rev. B, 5, 580 (1972).

чувствительностью R, энергией фотона h и зарядом [12] J. Groenen, R. Carles, S. Christiansen, M. Albrecht, электрона e: R =(eh). Оказалось, что максимальная W. Dorsch, H.P. Strunk, H. Wawra, G. Wagner. Appl. Phys.

квантовая эффективность реализуется в структурах с Lett., 71, 3856 (1997).

длиной волновода L > 3мм (рис. 6, a) при величине Редактор Л.В. Шаронова обратного смещения U > 3В (рис. 6, b) и достигает значений 21 и 16% на длинах волн 1.3 и 1.55 мкм Waveguide Ge / Si photodiodes with соответственно. Насыщение величины в длинных волembedded arrays of Ge quantum dots for новодах, по-видимому, означает, что в этом случае проoptical fibre communications исходит поглощение всего света, проникающего через A.I. Yakimov, A.V. Dvurechenskii, V.V. Kirienko, торец ФП и проходящего вдоль германиевых слоев.

N.P. Stepina, A.I. Nikiforov, V.V. Ulyanov, Насыщение фотоотклика с ростом обратного смещения S.V. Chaikovskii, V.A. Volodin, M.D. Efremov, наблюдалось нами ранее и в традиционной геометрии M.S. Seksenbaev, T.S. Shamirzaev, K.S. Zhuravlev p-i-n-фотодиодов на основе Ge / Si, освещаемых со стороны p-n-переходов [4], и обусловлено стимули- Institute of Semiconductor Physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, рованным электрическим полем выбросом фотодырок, 630090 Novosibirsk, Russia локализованных в островках Ge, в валентную зону.

Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.