• Advances in nano research
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• 제3권1호
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• pp.13-27
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• 2015

Size dependent emission properties and the interband optical transition energies in group-III nitride based quantum dots are investigated taking into account the geometrical confinement. Exciton binding energy and the optical transition energy in $Ga_{0.9}In_{0.1}N$/GaN and $Al_{0.395}In_{0.605}N$/AlN quantum dots are studied. The largest intersubband transition energies of electron and heavy hole with the consideration of geometrical confinement are brought out. The interband optical transition energies in the quantum dots are studied. The exciton oscillator strength as a function of dot radius in the quantum dots is computed. The interband optical absorption coefficients in GaInN/GaN and AlInN/AlN quantum dots, for the constant radius, are investigated. The result shows that the largest intersubband energy of 41% (10%) enhancement has been observed when the size of the dot radius is reduced from $50{\AA}$ to $25{\AA}$ of $Ga_{0.9}In_{0.1}N$/GaN ($Al_{0.395}In_{0.605}N$/AlN) quantum dot.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제15권2호
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• pp.124-127
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• 2011

Quantum dots were designed within a GRIN-SCH(Graded index - Separate confinement Heterostructure) heterostructure to create a high power InAlAs/AlGaAs laser diode. 808 nm light emission was with a quantum dot composition of In0.665Al0.335As and wetting layer composition of Al0.2Ga0.8As by LASTIP simulation software. Typical characteristics of GRIN structures such as high confinement ratios and Gaussian beam profiles were shown to still apply when quantum dots are used as the active media. With a dot density of 1.0x1011 dots/cm2, two quantum dot layers were found to be good enough for low threshold, high-power laser applications.

• 한국진공학회지
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• 제18권3호
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• pp.208-212
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• 2009

MBE법으로 성장된 InAs/AlAs 양자점(quantum dots; QD) 구조의 광학적 특성을 photoreflectance(PR) 이용하여 조사하였다. Wetting layer(WL) 두께에 따른 전체 장벽의 폭이 달라짐에 따라 GaAs 완충층 및 WL 신호의 세기가 변화되었다. QD 층이 식각된 시료의 상온 PR측정 결과로부터 $1.1{\sim}1.4\;eV$ 영역의 완만한 신호는 InAs QDs과 WL에 관련된 신호임을 알았다. 온도 $450{\sim}750^{\circ}C$범위에서 열처리 시켰을 때 WL층의 PR 신호가 red shift하였는데, 이는 열처리 후 InAs WL와 AlAs층 사이에 Al과 In의 내부 확산에 의해 양자점의 크기가 균일하게 재분포 되고, WL의 임계 두께가 증가하였음을 나타낸다.

• ETRI Journal
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• 제26권5호
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• pp.475-480
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• 2004

Self-assembled InAs quantum dots (QDs) embedded in an InAlGaAs matrix were grown on an InP (001) using a solid-source molecular beam epitaxy and investigated using transmission electron microscopy (TEM) and photoluminescence (PL) spectroscopy. TEM images indicated that the QD formation was strongly dependent on the growth behaviors of group III elements during the deposition of InAlGaAs barriers. We achieved a lasing operation of around 1.5 ${\mu}m$ at room temperature from uncoated QD lasers based on the InAlGaAs-InAlAs material system on the InP (001). The lasing wavelengths of the ridge-waveguide QD lasers were also dependent upon the cavity lengths due mainly to the gain required for the lasing operation.

• 한국재료학회지
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• 제14권2호
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• pp.146-151
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• 2004

We investigated the effects of high potential barriers on the optical characteristics of InAs quantum dots (QDs) by using photoluminescence (PL) and photoreflectance (PR) spectroscopy. A sample with regular InAs quantum dots on GaAs was grown by molecular beam epitaxy (MBE) as a reference. Another InAs QDs sample was embedded in single AlGaAs barriers. On the other hand, a sample with GaAs/AlGaAs superlattice barriers was adopted for comparison with a sample with a single AlGaAs layer. In results, we found that the emission wavelength of QDs was effectively tailored by using high potential barriers. Also, it was found that the optical properties of a sample with QDs embedded in GaAs/AlGaAs superlattices were better than those of a sample with QDs embedded in a single layer of AlGaAs barriers. We believe that GaAs/AlGaAs superlattice could effectively prevent the generation of defects.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제23권6호
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• pp.387-391
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• 2014

Self-assembled InAlAs/AlGaAs quantum dots (QDs) on GaAs substrates were grown by using modified molecular epitaxy beam in Stranski-Krastanov method. In order to study the structural and optical properties of InAlAs/AlGaAs QDs, atomic force microscopy (AFM) and photoluminescence (PL) measurements are conducted. The size and uniformity of QDs have been observed from the AFM images. The average widths and heights of QDs are increased as the deposition time increases. The PL spectra of QDs are composed of two peaks. The PL spectra of QDs were analyzed by the excitation laser power- and temperature-dependent PL, in which two PL peaks are attributed to two predominant sizes of QDs.

• 한국재료학회지
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• 제19권7호
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• pp.356-361
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• 2009

The optical characterization of self-assembled InAs/AlAs Quantum Dots(QD) grown by MBE(Molecular Beam Epitaxy) was investigated by using Photoluminescence(PL) spectroscopy. The influence of thin AlAs barrier on QDs were carried out by utilizing a pumping beam that has lower energy than that of the AlAs barrier. This provides the evidence for the tunneling of carriers from the GaAs layer, which results in a strong QD intensity compared to the GaAs at the 16 K PL spectrum. The presence of two QDs signals were found to be associated with the ground-states transitions from QDs with a bimodal size distribution made by the excitation power-dependent PL. From the temperature-dependent PL, the rapid red shift of the peak emission that was related to the QD2 from the increasing temperature was attributed to the coherence between the QDs of bimodal size distribution. A red shift of the PL peak of QDs emission and the reduction of the FWHM(Full Width at Half Maximum) were observed when the annealing temperatures ranged from 500 $^{\circ}C$ to 750 $^{\circ}C$, which indicates that the interdiffusion between the dots and the capping layer was caused by an improvement in the uniformity size of the QDs.

• 한국진공학회지
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• 제20권6호
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• pp.442-448
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• 2011

자발형성법으로 InP (001) 기판에 성장한 InAs/InAlGaAs 양자점(QDs, quantum dots)의 광학적 특성을 PL (photoluminescence)과 TRPL (time-resolved PL)을 이용하여 분석하였다. InAs 양자점 시료는 single layer InAs/InAlGaAs QDs (QD1)과 7-stacked InAs/InAlGaAs QDs (QD2)를 사용하였다. 저온(10 K)에서 QD1과 QD2 모두 1,320 nm에서 PL 피크가 나타났으며, 온도를 300 K까지 증가하였을 때 각각 178 nm와 264 nm의 적색편이(red-shift)를 보였다. QD1의 PL 소멸시간은 PL 피크인 1,320 nm에서 1.49 ns이고, PL 피크를 중심으로 장파장과 단파장으로 이동하면서 점차 짧아졌다. 그러나 QD2의 PL 소멸시간은 발광파장이 1,130 nm에서 1,600 nm까지 증가할 때 1.83 ns에서 1.22 ns로 점진적으로 짧아졌다. 이러한 QD2의 PL과 TRPL 결과는 평균 양자점의 크기가 InAs/InAlGaAs 층이 증가함에 따라 점차 증가하기 때문으로 single layer인 QD1에 비해 양자점 크기의 변화가 더 크기 때문으로 설명된다.

• 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.

• 한국진공학회지
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• 제15권2호
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• pp.194-200
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• 2006

분자선증착기 (Molecular beam epitaxy. MBE)를 이용하여 InP (001) 기판에 자발형성 (Self-assembled) InAs/InAlAs, InAs/InAlGaAs 양자점 (quantum dots, QDs)을 형성하고 구조 및 광학적 특성을 원자력간현미경(Atomic force microscopy, AFM), 투과전자현미경 (Transmission electron microscopy, TEM), 상온 포토루미네슨스 (Photoluminescence, PL) 실험을 통하여 분석하였다. AFM 측정을 통해 표면 형태를 분석한 결과 InAs 양자구조는 기저물질의 표면상태에 따라 양자대쉬, 비대칭적인 형태를 갖는 양자점, 대칭적인 형태를 갖는 양자점과 같이 다양하게 성장되었다. InAlGaAs 물질을 장벽층으로 하는 InAs 양자점의 평균크기는 폭이 대략 23 nm, 높이가 약 2 nm 이었다. 성장조건을 다양하게 변화시켜 광통신시스템에 중요한 파장중의 하나인 $1.55{\mu}m$ 발광파장을 갖는 InAs 양자점을 형성하였다.