• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.16 no.5
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• pp.371-376
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• 2007

We have investigated the lasing characteristics of the InGaAs quantum dot laser diode (QD-LD) and InGaAs quantum well laser diode (QW-LD) operated at the 980 nm wavelength range. The 980-nm lasers are used as a pumping source for a erbium-doped fiber amplifier (EDFA) and it shows high efficiency in long-haul optical fiber network. We have compared the threshold current density, the characteristic temperature, the optical power and the internal efficiency of QD-LD and QW-LD under a pulsed current condition. The QD-LD shows superior performances to the QW-LD. Further optimization of a LD structure is expected to the superior performances of a QD-LD.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.477-478
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• 2006

Characteristics of InAs/GaAs quantum dot (QD) ridge laser diodes (LDs) are investigated for high-power $1.3\;{\mu}m$ applications. For QD ridge LDs with a $5-{\mu}m$-wide stripe and a 1-mm-long cavity, the emission wavelength of 1284.1 nm, the single-uncoated-facet CW output power as high as 90 mW, the external efficiency of 0.31 W/A and the threshold current density of $800\;mA/cm^2$ are obtained. The linewidth enhancement factor ($\alpha$-factor) is successfully measured to be between 0.4 and 0.6, which are about four times as small values with respect to conventional quantum well structure. It is possible that this result significantly reduce the filamentation of far-field profiles resulting in better beam quality for high power operation.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.36 no.3
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• pp.23-33
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• 2021

Two main technologies of III-V/Si laser diode for optical communication, direct epitaxial growth, and wafer bonding were studied. Until now, the wafer bonding has been vigorously studied and seems promising for the ideal III-V/Si laser. However, the wafer bonding process is still complicated and has a limit of mass production. The development of a concise and innovative integration method for silicon photonics is urgent. In the future, the demand for high-speed data processing and energy saving, as well as ultra-high density integration, will increase. Therefore, the study for the hetero-junction, which is that the III-V compound semiconductor is directly grown on Si semiconductor can overcome the current limitations and may be the goal for the ideal III-V/Si laser diode.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2007.08a
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• pp.358-358
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• 2007

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.187-187
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• 2013

양자점(Quuantum dot, QD)은 0차원 특성을 가지는 구조로 양자 구속 효과로 인하여 bulk와 는 다른 구조적, 광학적, 전기적 특성을 가지고 있다. InAs QD는 size와 barrier의 bandgap 조절을 이용하여 쉽게 bandgap을 바꿀 수 있는 장점이 있어 solar cell, semiconductor laser diode, infrared photodetector 등으로 많은 연구가 이루어지고 있다. 일반적으로 Stranski-Krastanov (SK) mode로 성장한 InAs QD는 보통 GaAs epilayer와의 lattice mismatch (7%)를 이용하여 성장을 하고 이로 인하여 strain을 가지고 있고 QD의 density와 stack이 높을수록 strain이 커진다. 하지만 sub-monolayer (SML) QD 같은 경우 wetting layer가 생기는 지점인 1.7 ML이하에서 성장되는 성장 방식으로 SK-QD보다는 작은 strain을 가지게 된다. 또 QD의 size가 작아 SK-QD보다 큰 bandgap을 가지고 있다. 본 연구에서는 분자선 에피택시(molecular beam epitaxy, MBE)를 이용하여 semi-insulating GaAs substrate 위에 InAs QD를 0.5/1/1.5/1.7/2/2.5 monolayer로 성장을 하였다. GaAs과 InAs의 성장온도와 성장속도는 각각 $590^{\circ}C$, 0.8 ML/s와 $480^{\circ}C$, 0.2 ML/s로 성장을 하였으며 적층사이의 interruption 시간은 10초로 고정하였고 10주기를 성장하였다. Photoluminescence (PL)측정 결과 SML-QD는 size에 따라서 energy가 1.328에서 1.314 eV로 약간 red shift를 하였고 SK-QD의 경우 1.2 eV의 energy정도로 0.1 eV이상 red shift 하였다. 이는 QD size에 의하여 energy shift가 있다고 사료된다. 또 wetting layer의 경우 1.41 eV의 energy를 가지는 것으로 확인 하였다. SML-QD는 SK-QD 보다 반치폭(full width at half maximum, FWHM)이 작은 것은 확인을 하였고 strain field의 감소로 해석된다. 하지만 SML-QD의 경우 SK-QD보다 상대적으로 작은 PL intensity를 가지고 있었다. 이를 개선하기 위해서는 보다 높은 QD density를 요구하게 되는데 growth temperature, V/III ratio, growth rate 등을 변화주어서 연구할 계획이다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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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.

• Current Optics and Photonics
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• v.4 no.3
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• pp.161-173
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• 2020

Colloidal quantum dots (QDs) have gained tremendous attention as a key material for highly advanced display technologies. The performance of QD light-emitting diodes (QLEDs) has improved significantly over the past two decades, owing to notable progress in both material development and device engineering. The brightness of QLEDs has improved by more than three orders of magnitude from that of early-stage devices, and has attained a value in the range of traditional inorganic LEDs. The emergence of high-luminance (HL) QLEDs has induced fresh demands to incorporate the unique features of QDs into a wide range of display applications, beyond indoor and mobile displays. Therefore it is necessary to assess the present status and prospects of HL-QLEDs, to expand the application domain of QD-based light sources. As part of this study, we review recent advances in HL-QLEDs. In particular, based on reports of brightness exceeding 10⁵ cd/㎡, we have summarized the major approaches toward achieving high brightness in QLEDs, in terms of material development and device engineering. Furthermore, we briefly introduce the recent progress achieved toward QD laser diodes, being the next step in the development of HL-QLEDs. This review provides general guidelines for achieving HL-QLEDs, and reveals the high potential of QDs as a universal material solution that can enable realization of a wide range of display applications.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2003.02a
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• pp.152-153
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• 2003

최근 양자점 (Quantum Dot-QD)에 대한 관심이 기초 물리학뿐만 아니라 광전소자 응용 측면에서 많은 주목을 끌고 있다. 특히, 자발 형성방법으로 성장시킨 양자점 (Self-assembled QD)을 이용하여 Laser Diode와 같은 광소자에 응용한 결과가 발표되고 있다. 이러한 자발형성 방법으로 성장한 양자점을 광통신에 응용하기 위해서는 발광파장을 제어할 필요성이 있다. 따라서 본 연구에서는 단거리 광통신에 응용 될 수 있는 1.3 $\mu$m 영역과 장거리 광통신에 사용하는 1.55 $\mu$m 영역으로 InAs 양자점의 발광 파장을 변조한 결과에 대하여 분석하였다. (중략)