JP6462797B2 - 光子源および光子源を製造する方法 - Google Patents
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Description
半導体構造は、
第1の発光ダイオード領域と、
量子ドットを備える第2の領域と
を備え、
光子源は、
自然放出による光放射をもたらすために、第1の発光ダイオード領域にわたって電場を印加するように構成された第1の電圧源と、
量子ドットの放射エネルギーを制御するために、第2の領域にわたって、調整可能な電場を印加するように構成された第2の電圧源と
をさらに備え、
半導体構造は、第1の発光ダイオード領域から放射された光が、第2の領域に吸収され、量子ドットをポピュレートする(populate)するキャリアを生成するように構成されており、
光子源は、第2の領域から放射された光が光子源を出るように構成されている。
光子源は、
量子ドットの放射エネルギーを制御するために、さらなる領域にわたって、調整可能な電場を印加するように構成された、各さらなる領域に対応する電圧源をさらに備え、
半導体構造は、第1の発光ダイオード領域から放射された光が、1つまたは複数のさらなる領域に衝突し、量子ドットをポピュレートするキャリアを生成するように構成されており、
光子源は、1つまたは複数のさらなる領域から放射された光が光子源を出るように構成されている。
自然放出による光放射をもたらすために、第1の発光ダイオード領域にわたって電場を印加することと、ここで、第1の発光ダイオード領域から放射された光が、第2の領域に吸収され、量子ドットをポピュレートするキャリアを生成する、
量子ドットの放射エネルギーを制御するために、第2の領域にわたって、調整可能な電場を印加することと、ここで、第2の領域から放射された光が光子源を出る、を備える。
この方法は、
i)第1の発光ダイオード領域と、量子ドットを備える第2の領域とを備える半導体構造を半導体基板上に形成するステップであって、半導体構造は、第1の発光ダイオード領域から放射された光が、第2の領域に衝突し、量子ドットをポピュレートするキャリアを生成するように構成されており、光子源は、第2の領域から放射された光が光子源を出るように構成されている、ステップと、
ii)第1の電圧源を第1の発光ダイオード領域に電気的に結合するステップであって、第1の電圧源が、自然放出による光放射をもたらすために、第1の発光ダイオード領域にわたって電場を印加するように構成されている、ステップと、
iii)第2の電圧源を第2の領域に電気的に接触させるステップであって、第2の電圧原画、量子ドットの放射エネルギーを制御するために、第2の領域にわたって、調整可能な電場を印加するように構成されている、ステップと
を備える。
E=E0−pF+βF2
ここで、E0はゼロ電場におけるエネルギーであり、pは「永久双極子」モーメントであり、βは「分極率」(負の値)である。pは、電子と正孔との間の垂直分離の測定値を与え、p=eDであり、Dは負電荷から正電荷へ向く。Fは、正の試験電荷に対する正味の力として定義される、印加される電場である。
Claims (21)
- 半導体構造を備える光子源であって、
前記半導体構造は、
第1の発光ダイオード領域と、
量子ドットを備える第2の領域と
を備え、
前記光子源は、
自然放出による光放射をもたらすために、前記第1の発光ダイオード領域にわたって時間変化電場を印加するように構成された第1の電圧源と、
前記量子ドットの放射エネルギーを制御するために、前記第2の領域にわたって、調整可能な電場を印加するように構成された第2の電圧源と
をさらに備え、
前記半導体構造は、前記第1の発光ダイオード領域から放射された光が、前記第2の領域に吸収され、前記量子ドットをポピュレートするキャリアを生成するように、構成されており、
前記光子源は、前記第2の領域から放射された光が前記光子源を出るように構成されている、光子源。 - 前記第2の電圧源はDC電圧源である、請求項1に記載の光子源。
- 半導体構造を備える光子源であって、
前記半導体構造は、
第1の発光ダイオード領域と、
量子ドットを備える第2の領域と
を備え、
前記光子源は、
自然放出による光放射をもたらすために、前記第1の発光ダイオード領域にわたって電場を印加するように構成された第1の電圧源と、
前記量子ドットの放射エネルギーを制御するために、前記第2の領域にわたって、調整可能な時間変化電場を印加するように構成された第2の電圧源と
をさらに備え、
前記半導体構造は、前記第1の発光ダイオード領域から放射された光が、前記第2の領域に吸収され、前記量子ドットをポピュレートするキャリアを生成するように、構成されており、
前記光子源は、前記第2の領域から放射された光が前記光子源を出るように構成されている、光子源。 - 前記半導体構造は基板を備え、前記第1の発光ダイオード領域および前記第2の領域は前記基板とモノリシックに集積されている、請求項1から3のいずれか一項に記載の光子源。
- 前記第1の発光ダイオード領域から放射された前記光のエネルギーは、前記第2の領域から放射された前記光のエネルギーよりも大きい、請求項1から4のいずれか一項に記載の光子源。
- 前記第2の領域の波長の関数としての吸収スペクトルの特性は、前記第1の発光ダイオード領域の放射スペクトルの特性と実質的に一致する、請求項5に記載の光子源。
- 前記半導体構造は、
各々が量子ドットを備える1つまたは複数のさらなる領域
をさらに備え、
前記光子源は、
前記量子ドットの放射エネルギーを制御するために、各さらなる領域にわたって、調整可能な電場を印加するように構成された電圧源
をさらに備え、
前記半導体構造は、前記第1の発光ダイオード領域から放射された光が、前記さらなる領域に衝突し、前記量子ドットをポピュレートするキャリアを生成するように、構成されており、
前記光子源は、前記さらなる領域から放射された光が前記光子源を出るように構成されている、請求項1から6のいずれか一項に記載の光子源。 - 前記第2の領域は、前記第1の発光ダイオード領域のまわりに配置されている、請求項1から7のいずれか一項に記載の光子源。
- 前記第2の領域は、複数の量子ドットをさらに備え、前記第1の発光ダイオード領域から放射された光は、前記複数の量子ドットをポピュレートするキャリアを生成する、請求項1から7のいずれか一項に記載の光子源。
- 前記第1の発光ダイオード領域は、前記第2の領域の上に重なって配置されている、請求項1から9のいずれか一項に記載の光子源。
- 前記第2の領域は導波路領域と一体化されている、請求項10に記載の光子源。
- 前記光子源は、前記電場が100KVcm−1を上限とする動作範囲にわたって調整可能であるように構成されている、請求項1から11のいずれか一項に記載の光子源。
- 前記量子ドットからのキャリアのトンネリング時間は、前記動作範囲にわたって、前記量子ドットにおける励起子の放射崩壊時間よりも長い、請求項12に記載の光子源。
- 前記量子ドットは、中性励起子、双励起子、または高次励起子を備え、前記第2の領域にわたって印加される電場は、微細構造分裂を最小化するように構成される、請求項1から13のいずれか一項に記載の光子源。
- 前記第1の発光ダイオード領域から放射された光を前記第2の領域へ導くように構成された導波路領域をさらに備える、請求項1から14のいずれか一項に記載の光子源。
- 前記第1の発光ダイオード領域および前記第2の領域は、n型とp型との一方の電気コンタクト領域を共有し、前記n型と前記p型との他方の個別の電気コンタクト領域をそれぞれ有する、請求項1から15のいずれか一項に記載の光子源。
- 光共振器領域をさらに備え、前記量子ドットは、前記光共振器領域に配置されており、前記光共振器領域とスペクトル的に共振する、請求項1から16のいずれか一項に記載の光子源。
- 前記第1の発光ダイオード領域から放射された光は、誘導放出によって増幅されていない自然光子からなる、請求項1から17のいずれか一項に記載の光子源。
- 前記第2の領域は少なくとも1つの障壁層をさらに備える、請求項1から18のいずれか一項に記載の光子源。
- 光子源を製造する方法であって、
i)第1の発光ダイオード領域と、量子ドットを備える第2の領域とを備える半導体構造を半導体基板上に形成するステップであって、前記半導体構造が、前記第1の発光ダイオード領域から放射された光が前記第2の領域に衝突し、前記量子ドットをポピュレートするキャリアを生成するように構成されており、前記光子源が、前記第2の領域から放射された光が前記光子源を出るように構成されている、ステップと、
ii)第1の電圧源を前記第1の発光ダイオード領域に電気的に結合するステップであって、前記第1の電圧源が、自然放出による光放射をもたらすために前記第1の発光ダイオード領域にわたって時間変化電場を印加するように構成されている、ステップと、
iii)第2の電圧源を前記第2の領域に電気的に接触させるステップであって、前記第2の電圧源が、前記量子ドットの放射エネルギーを制御するために、前記第2の領域にわたって、調整可能な電場を印加するように構成されている、ステップと
を備える方法。 - 光子源を製造する方法であって、
i)第1の発光ダイオード領域と、量子ドットを備える第2の領域とを備える半導体構造を半導体基板上に形成するステップであって、前記半導体構造が、前記第1の発光ダイオード領域から放射された光が前記第2の領域に衝突し、前記量子ドットをポピュレートするキャリアを生成するように構成されており、前記光子源が、前記第2の領域から放射された光が前記光子源を出るように構成されている、ステップと、
ii)第1の電圧源を前記第1の発光ダイオード領域に電気的に結合するステップであって、前記第1の電圧源が、自然放出による光放射をもたらすために前記第1の発光ダイオード領域にわたって電場を印加するように構成されている、ステップと、
iii)第2の電圧源を前記第2の領域に電気的に接触させるステップであって、前記第2の電圧源が、前記量子ドットの放射エネルギーを制御するために、前記第2の領域にわたって、調整可能な時間変化電場を印加するように構成されている、ステップと
を備える方法。
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US11870005B2 (en) * | 2019-07-01 | 2024-01-09 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | QW-QWD LED with suppressed auger recombination |
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US6782021B2 (en) * | 2001-03-02 | 2004-08-24 | Xiaodong Huang | Quantum dot vertical cavity surface emitting laser |
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TW200603401A (en) * | 2004-04-07 | 2006-01-16 | Nl Nanosemiconductor Gmbh | Optoelectronic device based on an antiwaveguiding cavity |
GB2440850B (en) * | 2004-12-03 | 2008-08-20 | Toshiba Res Europ Ltd | Method of operating a photon source |
JP4531583B2 (ja) * | 2005-02-14 | 2010-08-25 | 富士通株式会社 | 単一光子発生装置 |
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JP4867621B2 (ja) * | 2006-11-29 | 2012-02-01 | 日本電気株式会社 | 量子もつれ光子対発生器 |
GB2449290B (en) | 2007-05-17 | 2010-09-22 | Toshiba Res Europ Ltd | An optical system |
JP2009216775A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Nec Corp | 相関光子生成システムおよび相関光子生成方法 |
GB2476926B (en) | 2009-11-06 | 2012-05-02 | Toshiba Res Europ Ltd | Tuneable quantum light source |
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GB201213673D0 (en) * | 2012-08-01 | 2012-09-12 | Ucl Business Plc | Semiconductor device and fabrication method |
GB2507512A (en) * | 2012-10-31 | 2014-05-07 | Ibm | Semiconductor device with epitaxially grown active layer adjacent a subsequently grown optically passive region |
US8878161B2 (en) * | 2013-03-07 | 2014-11-04 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Tunnel diodes incorporating strain-balanced, quantum-confined heterostructures |
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