• 제목/요약/키워드: AlGaAs/GaAs quantum well

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양자점을 이용한 808 nm 파장대역의 고출력 레이저 칩 개발

  • 오현지;박성준;김민태;김호성;송진동;최원준;명재민
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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    • pp.87.2-87.2
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    • 2012
  • 고출력 반도체 레이저 다이오드는 발진 파장 및 광 출력에 따라 다양한 분야에 응용되고 있으며, 특히 발진파장이 808 nm 및 1470 nm 인 고출력 레이저 다이오드의 경우 재료가공, 펌핑용 광원 (DPSSL, 광섬유 레이저), 의료, 피부미용 (점 제거), 레이저 다이오드 디스플레이 등 가장 다양한 응용분야를 가진 광원 중의 하나라고 할 수 있다. 일례로 재료가공의 경우, 레이저 용접, 레이저 인쇄, 하드디스크의 레이저 텍스쳐링 등 그 응용분야는 무수히 많으며, 최근에는 미래 성장동력 사업의 하나로 중요한 이슈가 되는 태양전지에서 에지 분리 (edge isolation), ID 마킹, 레이저 솔더링 등에서 필수불가결한 광원으로 각광받고 있다. 808 nm 대역 In(Ga)AlAs quantum dots laser diode (QDLD) 성장을 위하여 In(Ga)AlAs QD active 와 In(Ga)AlAs QD LD 성장으로 크게 분류하여 여러 가지 test 실험을 수행하였다. 우선 In(Ga)AlAs QD LD 성장에 앞서 high power LD에 적용 가능한 GaAs/AlGaAs quantum well의 성장 및 전기 측정을 수행하여 그 가능성을 보았다. In(Ga)AlAs QD active layer의 효과적인 실험 조건 조절을 위해 QD layer는 sequential mithod (ex. n x (InGaAlAs t sec + InAs t sec + As 10 sec)를 사용하였다. In(Ga)AlAs QD active layer는 성장 온도, 각 sequence 별 시간, 각 source 양, barrier 두께 조절 및 타입변형, Arsenic flux 등의 조건을 조절하여 실험하였다. 또한 위에서 선택된 몇 가지 active layer 를 이용하여 In(Ga)AlAs QD LD 성장 조건 변화를 시도하였다.

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전기장과 자기장하의 GaAs/AlxGa1-xAs 다중 양자 우물 내 플라즈몬의 광학적 속성 (Optical Properties of Plasmons in a GaAs/AlxGa1-xAs Multiple Quantum Well Under Electric and Magnetic Fields)

  • 안형수;이상칠;김석환
    • 새물리
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    • 제68권11호
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    • pp.1183-1191
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    • 2018
  • $GaAs/Al_xGa_{1-x}As$ 다중 양자 우물들에 의한 초격자내 플라즈몬들이 다른 유전 계면과 반포물선 구속 퍼텐셜에 의한 거동을 초격자 축에 수직한 자기장과 평행한 전기장하에서 이전의 이론적 토대하에서 연구하였다. 막 위상 근사 방법을 사용하여 부 밴드 내와 부 밴드 사이의 전이가 고려된 밀도-밀도 상관함수로부터 표면과 벌크 상태의 분산 에너지를 전체 양자 우물의 평균 전기장, 자기장의 세기 및 조성비의 함수로 얻었다. 또한 여러 가지 평균 전기장, 자기장의 세기에 대한 라만 세기를 그들 상태에 대해 입사광의 에너지 함수로 얻었다.

저압MOCVD법에 의하여 성장한 AlGaAs/GaAs. 양자우물구조의 TEM/AES분석 (TEM/AES Analysis of AlGaAs/gaAs Quantum Well Structures Grown by LP-MOCVD)

  • 김광일;정욱진;배영호;김재남;정동호;정윤하
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제27권5호
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    • pp.716-723
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    • 1990
  • Transmission electron microscopy (TEM) and anger electron microscopy(AES) studies of GaAs/AlxGa1-xAs(x=0.58) quantum wells grown by low pressure metalorganic chemical vapor deposition(LP-MOCVD) are carried out. Isolated quantum well structure having the well width as small as 15 \ulcornerand multiquantum well structure, which consisted of 51 alternating layers with each thickness of 10\ulcorner were suscessfully grown. TEM analyses have shown that their interfaces were almost completely coherent without any structural disorder, alloy clustering and crystal defect. AES depth resolution have shown the compositional periodicity of superlattice structure.

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GaAs/AlGaAs Quantum Cascade Laser에서 Deep Mesa 구조에 의한 문턱전류 감소 (Threshold Current Reduction of GaAs/AlGaAs Quantum Cascade Laser due to the Deep Mesa Structure)

  • 한일기;송진동;이정일
    • 한국진공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.523-527
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    • 2008
  • GaAs/AlGaAs 물질계를 기반으로 한 양자폭포레이저를 제작하였다. 양자폭포레이저는 활성층의 위까지만 식각된 shallow mesa 구조와 활성층까지 식각된 deep mesa 구조로 제작되었다. shallow mesa 구조의 경우 문턱전류 밀도가 $26-32\;kA/cm^2$이었지만 deep mesa 구조의 경우 문턱전류 밀도는 $13\;kA/cm^2$로 대단히 감소되었다. Deep mesa 구조에서의 문턱전류 감소는 측면 방향으로의 전류 손실이 감소되었기 때문으로 설명되었다.

Quantum Nanostructure of InGaAs on Submicron Gratings by Constant Growth Technique

  • Son, Chang-Sik
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제14권12호
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    • pp.1027-1031
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    • 2001
  • A new constant growth technique to conserve an initial grating height of V-groove AlGaAs/InGaAs quantum nanostructures above 1.0 $\mu\textrm{m}$ thickness has been successfully embodied on submicron gratings using low pressure metalorganic chemical vapor deposition. A GaAs buffer prior to an AlGaAs barrier layer on submicron gratings plays an important role in overcoming mass transport effects and improving the uniformity of gratings. Transmission electron microscopy (TEM) image shows that high-density V-groove InGaAs quantum wires (QWRs) are well confined at the bottom of gratings. The photoluminescence (PL) peak of the InGaAs QWRs is observed in the temperature range from 10 to 280 K with a relatively narrow full width at half maximum less than 40 meV at room temperature PL. The constant growth technique is an important step to realize complex optoelectronic devices such as one-step grown distributed feedback lasers and two-dimensional photonic crystal.

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양자우물구조에 의한 태양전지 단락전류 증가 효과와 이차이온 질량분석법에 의한 원소 정량 분석 (Effect of Short Circuit Current Enhancement in Solar Cell by Quantum Well Structure and Quantitative Analysis of Elements Using Secondary Ion Mass Spectrometry)

  • 김정환
    • 공업화학
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    • 제30권4호
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    • pp.499-503
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    • 2019
  • GaInP/GaAs 양자우물(quantum well)구조를 N-AlGaInP/p-GaInP 이종 접합구조 태양전지에 도입하여 그 특성을 조사하고 양자우물구조가 없는 태양전지와 비교하였다. 에피층은 (100)평면이 (111)A 방향으로 $6^{\circ}$ 기울어진 p-GaAs 기판 위에 성장하였다. 태양전지 박막구조는 두께 400 nm의 N-AlGaInP 층에 590 nm의 p-GaInP와 210 nm의 GaInP/GaAs 양자 우물 구조(10 nm GaInP/5 nm GaAs의 14겹 구조)가 도입된 양자우물 태양전지 구조와 800 nm의 p-GaInP의 단일이종접합 구조로 이루어진다. 측정결과 $1{\times}1mm^2$의 태양전지에서 단락전류밀도($J_{sc}$)는 양자우물구조가 도입된 태양전지에서는 $9.61mA/cm^2$, 양자우물 구조가 없는 태양전지에서는 $7.06mA/cm^2$가 각각 측정되었다. 이차이온질량 분석법(SIMS)과 외부양자효율(external quantum efficiency) 측정을 통하여 단락전류 증가에 의한 효율증가가 흡수 스펙트럼의 확대가 아닌 양자우물에 의한 carrier 재결합의 억제에 의한 효과임을 확인하였다.

저압 유기금속기상 성장법에 의한 AlGaAs/GaAs 양자 우물에 델타 도우핑된 채널 FET 특성 (Characteristics of AlGaAs/GaAs Quantum-Well Delta-Doped Channel FET's by Low Pressure Metalorganic Chemical Vapor Deposition)

  • 장경식;정동호;이정수;정윤하
    • 전자공학회논문지A
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    • 제29A권4호
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    • pp.33-37
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    • 1992
  • AlGaAs/GaAs quantum well delta-doped channel FET's have been successfully fabricated using by low-pressure metalorganic chemical vapor deposition(LP-MOCVD). The FET's with a gate dimension of 1.8$\mu$m $\times$ 100$\mu$m have a maximum transconductance of 190 mS/mm and a maximum current density of 425 mA/nm. The devices show extremely broad transconductances with a large voltage swing of 2.4V. The S-parameter measurements have indicated that the current gain and power gain cutoff frequencies of the device were 7 and 15 GHz, respectively. These values are among the best performance reported for GaAs based heterojunction FET's with a similar device geometry.

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Simulation of the light emission from quantum-well based heterojunction bipolar transistors

  • 박영규;박문호;김광웅;박정호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.52-52
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    • 2009
  • In this work, we demonstrate the modelling and simulation of the AlGaAs/GaAs quantum-well based light emitting transistor(LET). Based on the experimental and theoretical model, we have compared between a heterojunction bipolar transistor(HBT) structure with quantum wells in the base region and a HBT without quantum wells in the base region. For the purpose of optimizing device design, several analytic and numerical studies have been presented.

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Characteristics of InGaAs/GaAs/AlGaAs Double Barrier Quantum Well Infrared Photodetectors

  • 박민수;김호성;양현덕;송진동;김상혁;윤예슬;최원준
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.324-325
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    • 2014
  • Quantum wells infrared photodetectors (QWIPs) have been used to detect infrared radiations through the principle based on the localized stated in quantum wells (QWs) [1]. The mature III-V compound semiconductor technology used to fabricate these devices results in much lower costs, larger array sizes, higher pixel operability, and better uniformity than those achievable with competing technologies such as HgCdTe. Especially, GaAs/AlGaAs QWIPs have been extensively used for large focal plane arrays (FPAs) of infrared imaging system. However, the research efforts for increasing sensitivity and operating temperature of the QWIPs still have pursued. The modification of heterostructures [2] and the various fabrications for preventing polarization selection rule [3] were suggested. In order to enhance optical performances of the QWIPs, double barrier quantum well (DBQW) structures will be introduced as the absorption layers for the suggested QWIPs. The DBWQ structure is an adequate solution for photodetectors working in the mid-wavelength infrared (MWIR) region and broadens the responsivity spectrum [4]. In this study, InGaAs/GaAs/AlGaAs double barrier quantum well infrared photodetectors (DB-QWIPs) are successfully fabricated and characterized. The heterostructures of the InGaAs/GaAs/AlGaAs DB-QWIPs are grown by molecular beam epitaxy (MBE) system. Photoluminescence (PL) spectroscopy is used to examine the heterostructures of the InGaAs/GaAs/AlGaAs DB-QWIP. The mesa-type DB-QWIPs (Area : $2mm{\times}2mm$) are fabricated by conventional optical lithography and wet etching process and Ni/Ge/Au ohmic contacts were evaporated onto the top and bottom layers. The dark current are measured at different temperatures and the temperature and applied bias dependence of the intersubband photocurrents are studied by using Fourier transform infrared spectrometer (FTIR) system equipped with cryostat. The photovoltaic behavior of the DB-QWIPs can be observed up to 120 K due to the generated built-in electric field caused from the asymmetric heterostructures of the DB-QWIPs. The fabricated DB-QWIPs exhibit spectral photoresponses at wavelengths range from 3 to $7{\mu}m$. Grating structure formed on the window surface of the DB-QWIP will induce the enhancement of optical responses.

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