WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

достичь большего коэффициента усиления в лазерах и предотвратить насыщение усиления при генерации через основное состояние в КТ. На рис. 3 показаны спектры ФЛ для структуры с вертикально-связанными КТ InGaAs в матрице GaAs при различных условиях отжига. Видно, что коротковолновый сдвиг линии ФЛ для такой структуры становится заметным только для температур отжига Ta > 800C, в то время как отжиг при меньших температурах практически не изменяет положение линии.

Таким образом, мы предполагаем, что структуры с ВСКТ являются более термически стабильными. Это обусловлено, по-видимому, эффективным увеличением области локализации носителей в случае вертикально связанных точек. При этом влияние процессов диффузии, приводящих к ”размытию” границ КТ, на электронный спектр КТ и, следовательно, на энергию оптического перехода значительно слабее. Данный результат показывает, что при росте лазерных структур с активной областью на основе ВСКТ возможно использование высокотемпературного роста эмиттеров, при котором концентрация точечных Рис. 3. Спектры ФЛ (PL) структуры без отжига (1) и после дефектов мала, при этом оптические свойства структуры отжига в течение 30 мин при температурах Ta = 700 (2), меняются слабо. 750 (3), 800 (4) и 850C (5). Температура измерения T = 77 K.

Физика и техника полупроводников, 1999, том 33, № Исследование влияния состава и условий отжига на оптические свойства квантовых точек... КТ в AlGaAs-матрице приводит к увеличению энергии локализации носителей в КТ и к увеличению энергетического расстояния между основным и возбужденными состояниями. Неоднородное уширение линии ФЛ, возрастающее с ростом мольной доли InAs, может быть уменьшено путем осаждения нескольких плоскостей КТ, разделенных узкими барьерами для обеспечения лучшей однородности КТ по размерам и эффективного электронного взаимодействия между КТ соседних рядов. Кроме того, мультиплицирование слоев КТ, разделенных тонкими барьерами, повышает термическую стабильность структур по сравнению со структурами с одним слоем КТ. Для структур с квантовыми точками InGaAs в матрице AlGaAs высокотемпературный отжиг (Ta = 830C) позволяет улучшить качество слоев AlGaAs, при этом практически не изменяя энергетического спектра структуры. Полученные результаты показывают возможность использования постростового отжига для улучшения качества лазерных структур.

Работа в разных частях поддерживалась Российским фондом фундаментальных исследований, Фондом Volkswagen (№ 1/73-631) и грантом INTAS-96-0467.

Список литературы [1] L. Goldstein, F. Glass, J.Y. Marzin, M.N. Charasse, G. Le Roux. Appl. Phys. Lett., 47, 1099 (1985).

Рис. 4. Спектры ФЛ (PL) структуры 4 без отжига (1) и после [2] M. Moison, F. Houzay, F. Barthe, L. Leprince, E. Andre, отжига при Ta = 850C в течение 30 мин (2). Температура O. Vatel. Appl. Phys. Lett., 64, 196 (1994).

измерения T, K: a — 77, b — 300.

[3] P.M. Petroff, S.P. Den Baars. Superlatt. Microstr., 15, N 1, (1994).

[4] N.N. Ledentsov, M. Grundmann, N. Kirstaedter, O. Schmidt, R. Heitz, J. Bohrer, D. Bimberg, V.M. Ustinov, V.A. Shchukin, низкой температуре. Это приводит к уменьшению вероP.S. Kop’ev, Zh.I. Alferov, S.S. Ruvimov, A.O. Kosogov, ятности бызызлучательной рекомбинации при комнатной P. Werner, U. Richter, U. Gosele, J. Heydenreich. Sol. St.

температуре.

Electron., 40, 785 (1996).

Таким образом, мы показали, что высокотемператур[5] N. Kirstaedter, N.N. Ledentsov, M. Grundmann, D. Bimberg, ный отжиг структур с ВСКТ InGaAs в матрице AlGaAs V.M. Ustinov, S.S. Ruvimov, M.V. Maximov, P.S. Kop’ev, позволяет существенно улучшить качество структур, при Zh.I. Alferov, U. Richter, P. Werner, U. Gosele, J. Heydenreich.

этом практически не влияя на энергию локализации Electron. Lett., 30, 1416 (1994).

носителей в КТ относительно барьера. Этот результат [6] M.V. Maximov, I.V. Kochnev, Yu.M. Shernyakov, S.V. Zaitsev, также показывает, что при росте лазерных структур с КТ N.Yu. Gordeev, A.F. Tsatsul’nikov, A.V. Sakharov, I.L. KrestInGaAs в AlGaAs, кроме отжига в процессе роста (при nikov, P.S. Kop’ev, Zh.I. Alferov, N.N. Ledentsov, D. Bimberg, росте верхнего эмиттера), можно использовать построA.O. Kosogov, P. Werner, U. Gsele. Int. Symp. Formation, стовой отжиг при более высоких температурах, улучшая Physics and Device Application of Quantum Dot Structures таким образом характеристики лазерных структур.

(Sapporo, Japan, 1996) [Japan. J. Appl. Phys., 36, pt. 1, (1997)].

[7] Y. Arakawa, H. Sakaki. Appl. Phys. Lett., 40, 939 (1982).

4. Заключение [8] R. Leon, Y. Kim, C. Jagadish, M. Gal, J. Zou, D.J.H. Cockayne.

Appl. Phys. Lett., 69, 1888 (1997).

В данной работе было исследовано влияние мольной [9] S. Malik, C. Roberts, R. Murray, M. Pate. Appl. Phys. Lett., доли InAs и постростового высокотемпературного отжи71, 1987 (1997).

га на люминесцентные свойства структур с квантовыми [10] A.O. Kosogov, P. Werner, U. Gsele, N.N. Ledentsov, D. Bimточками InGaAs в матрицах GaAs и AlGaAs. Показано, berg, V.M. Ustinov, A.Yu. Egorov, A.E. Zhukov, P.S. Kop’ev, что увеличение мольной доли InAs от 0.23 до 0.5 для N.A. Bert, Zh.I. Alferov. Appl. Phys. Lett., 69, 3072 (1996).

Физика и техника полупроводников, 1999, том 33, № 96 Чжао Чжень, Д.А. Бедарев, Б.В. Воловик, Н.Н. Леденцов, А.В. Лунев, М.В. Максимов...

[11] B.V. Volovik, M.V. Maximov, A.V. Sakharov, I.V. Kochnev, N.N. Ledentsov, A.F. Tsatsul’nikov, P.S. Kop’ev, Zh.I. Alferov, D. Bimberg, A.O. Kosogov, P. Werner. 7th European Workshop on Metal–Organic Vapour Phase Epitaxy and Related Growth Techniques (Berlin, Germany, 1997) (workshop booklet).

[12] N.N. Ledentsov, V.A. Shchukin, M. Grundmann, N. Kirstaedter, J. Bhrer, O. Schmidt, D. Bimberg, V.M. Ustinov, A.Yu. Egorov, A.E. Zhukov, P.S. Kop’ev, S.V. Zaitsev, N.Yu. Gordeev, Zh.I. Alferov, A.I. Borovkov, A.O. Kosogov, S.S. Ruvimov, P. Werner, U. Gsele, J. Heydenreich. Phys.

Rev. B, 54, 8743 (1996).

[13] V.M. Ustinov, A.Yu. Egorov, A.R. Kovsh, A.E. Zhukov, M.V. Maximov, A.F. Tsatsul’nikov, N.Yu. Gordeev, S.V. Zaitsev, Yu.M. Shernuakov, N.A. Bert, P.S. Kop’ev, Zh.I. Alferov, N.N. Ledentsov, J. Bohrer, D. Bimberg, A.O. Kosogov, P. Werner, U. Gsele. J. Cryst. Growth, 175/176, 689 (1997).

Редактор Л.В. Шаронова Investigation of the effect of composition and annealing conditions on the optical properties of InGaAs quantum dots in AlGaAs matrix Zhao Zhen, D.A. Bedarev, B.V. Volovik, N.N. Ledentsov, A.V. Lunev, M.V. Maximov, A.F. Tsatsul’nikov, A.Yu. Egorov, A.E. Zhukov, A.R. Kovsh, V.M. Ustinov, P.S. Kop’ev A.F. Ioffe Physicothechnical Institute, Russian Academy of Sciences, 194021 St. Petersburg, Russia

Abstract

Optical properties of the structures grown by molecular-beam epitaxy with InGaAs quantum dots in GaAs and AlGaAs matrices have been investigated. It is shown that increase of In content in quantum dots leads to an enhancement of carrier localization and to an increase of the energy gap between ground and excited states in quantum dots. Investigations of the effect of postgrowth annealing on the optical properties of the structures show that formation of vertically-coupled quantum dots and using of wide-band-gap AlGaAs matrix leads to higher thermal stability of the structures. Moreover, in the structures with vertically-coupled InGaAs quantum dots in the AlGaAs matrix, high temperature (830C) postgrowth annealing allows to improve the quality of AlGaAs layers, while the energy spectrum of the structures is not significantly changed. Our results show that postgrowth annealing allows to improve the quality of quantum dot lasers.

Физика и техника полупроводников, 1999, том 33, №

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.