Luminescence properties of asymmetric double quantum well composed of $Al_xGa_{l-x}As/AlAs/GaAs$ system

$Al_xGa_{l-x}As/AlAs/GaAs$계로 이루어진 비대칭 이중 양자우물 구조에서의 광 luminescsnce 특성 연구

  • 정태형 (한국전자통신연구소 기초기술연구부) ;
  • 강태종 (한국전자통신연구소 기초기술연구부) ;
  • 이종태 (한국전자통신연구소 기초기술연구부) ;
  • 한선규 (한국전자통신연구소 기초기술연구부) ;
  • 유병수 (한국전자통신연구소 기초기술연구부) ;
  • 이해권 (한국전자통신연구소 화합물소자연구실) ;
  • 이정희 (한국전자통신연구소 화합물소자연구실) ;
  • 이민영 (한국표준과학원 색채분광연구실) ;
  • 김동호 (한국표준과학원 색채분광연구실)
  • Published : 1992.09.01

Abstract

Luminescence properties of asymmetric double quantum well structure composed of $Al_x/Ga_{1-x}$ /As AIAs/GaAs have been studied by steady state and time-resolved photoluminescence and phtoluminescence excitation spectroscopy at low temperature. Two quantum well samples with different barrier thickness (15$\AA$ and 150$\AA$) were prepared to investigate the dependence of tunneling characteristics on barrier thickness. The abscence of excitonic recombination peak from $Al_x/Ga_{1-x}$As well for the 15$\AA$ barrier sample indicates a very fast electron tunneling to GaAs well. Meanwhile, T-X transition between well and barrier is supposed to be a major route for the fast decay of luminescence from $Al_x/Ga_{1-x}$As well in the 150$\AA$ barrier sample. Time-resolved photduminescence from GaAs well of 15$\AA$ sample shows the exsitence of the rise with 100 ps which is attributed to the hole tunneling.

$Al_x/Ga_{1-x}$ /As/AlAs GaAs 계로 이루어진 비대칭 이중 양자우물 구조의 광학적 특성을 photoluminescence, photoluminescence excitation, time-resolved photoluminescence를 통하여 조사하였다. 양자장벽 AlAs의 두께에 따른 특성 변화를 조사하기 위하여 두께를 15$\AA$., 150$\AA$로 제작하였다. 양자장벽이 15$\AA$인 경우 매우 빠른 전자의 관통 현상을 보여 주었으며, 이로 인해 $Al_x/Ga_{1-x}$As의 여기자 재결합에 해당하는 피크가 관찰되지 않았다. AlAs 양자장벽이 150$\AA$인 경우에는 $Al_x/Ga_{1-x}$As양자우물에서 여기자 재결합에 의한 피크가 50ps 이하로 빠른 decay시간을 보여 주었으며 이것은 양자장벽과의 $\Gamma$-X전이에 의한 것으로 사료되었다. GaAs양자우물에서의 luminescence decay는 두 시료 모두 1ns정도 이었으나, 15$\AA$인 경우에는 약 100ps의 rise시간이 존재하였으며 이것은 정공의 관통에 의한 시간으로 판명되었다.

Keywords