RU2570102C2 - Method of obtaining laser radiation on quantum dots and apparatus therefor - Google Patents

Method of obtaining laser radiation on quantum dots and apparatus therefor Download PDF

Info

Publication number
RU2570102C2
RU2570102C2 RU2013157811/28A RU2013157811A RU2570102C2 RU 2570102 C2 RU2570102 C2 RU 2570102C2 RU 2013157811/28 A RU2013157811/28 A RU 2013157811/28A RU 2013157811 A RU2013157811 A RU 2013157811A RU 2570102 C2 RU2570102 C2 RU 2570102C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
gaas
quantum dots
algaas
active region
Prior art date
Application number
RU2013157811/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013157811A (en
Inventor
Борис Владимирович Новиков
Вадим Геннадиевич Талалаев
Георгий Эрнстович Цырлин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ)
Priority to RU2013157811/28A priority Critical patent/RU2570102C2/en
Publication of RU2013157811A publication Critical patent/RU2013157811A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2570102C2 publication Critical patent/RU2570102C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

FIELD: physics, optics.
SUBSTANCE: invention can be used to produce light-emitting structures on quantum dots. The method comprises growing, layer by layer on a GaAs substrate by molecular-beam epitaxy, a GaAs buffer layer, a lower layer of superlattice structures based on AlGaAs/GaAs compounds, a GaAs waveguide layer comprising an active region based on InAs quantum dots and InAs quantum wells, which covers the GaAs layer, an upper layer of superlattice structures based on AlGaAs/GaAs and a GaAs upper contact layer; in the active region, the layer of quantum dots is grown at a rate of not more than 0.03 nm/s, in arsenic and indium streams with stream density ratio of (10-12):1 and subsequently holding the layer of quantum dots in a stream of pure arsenic for 1 min to increase uniformity of quantum dots on the height.
EFFECT: improved operating efficiency, designing a more efficient laser emitter and using one layer of quantum dots.
2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области оптоэлектроники, в частности к способам изготовления светоизлучающих структур на квантовых точках, а более конкретно лазеров, работающих в инфракрасном диапазоне длин волн при комнатной температуре.The invention relates to the field of optoelectronics, in particular to methods for manufacturing light-emitting structures on quantum dots, and more particularly lasers operating in the infrared wavelength range at room temperature.

Лазеры с квантовыми точками (далее: КТ) представляют большой практический интерес, поскольку они обладают большей эффективностью за счет меньшей пороговой плотности тока и меньших внутренних потерь и более высокой температурной стабильностью по сравнению с другими типами полупроводниковых лазеров.Quantum dot lasers (hereinafter: CT) are of great practical interest because they are more efficient due to lower threshold current density and lower internal losses and higher temperature stability compared to other types of semiconductor lasers.

Инжекционные лазеры с КТ диапазона излучения вблизи 1.3 мкм используют, например, в системах оптической связи. Излучение с длиной волны около 1.06 мкм могут использоваться в качестве задающих лазеров для твердотельных усилителей на основе редкоземельных ионов и других оптоэлектронных устройствах.Injection lasers with a QD of a radiation range near 1.3 μm are used, for example, in optical communication systems. Radiation with a wavelength of about 1.06 μm can be used as master lasers for solid-state amplifiers based on rare-earth ions and other optoelectronic devices.

Известно большое количество различного типа лазеров на КТ на основе соединений A3B5 [1-2]. Активной зоной таких лазеров является один или чаще несколько слоев КТ.A large number of different types of QD lasers based on A3B5 compounds are known [1-2]. The active zone of such lasers is one or more often several layers of QDs.

Известен способ изготовления наноструктур на основе самоорганизующейся КТ, использующей образование трехмерных островков размером 10-50 нм непосредственно в процессе эпитаксиального роста полупроводникового материала, имеющего постоянную решетки, отличающуюся от постоянной решетки подложки [3].A known method of manufacturing nanostructures based on self-organizing QDs, using the formation of three-dimensional islands with a size of 10-50 nm directly in the process of epitaxial growth of a semiconductor material having a lattice constant different from the lattice constant of the substrate [3].

Известен каскадный лазер на основе КТ [4], включающий подложку, снабженную электрическим контактом, один или более слоев КТ, отделенных друг от друга барьерными областями, и расположенный сверху контактный слой, снабженный электрическим контактом. В слое КТ каждая квантовая точка отделена одна от другой барьерными областями.Known cascade laser based on CT [4], including a substrate equipped with an electrical contact, one or more layers of CT separated from each other by barrier regions, and located on top of the contact layer provided with an electrical contact. In the QD layer, each quantum dot is separated from one another by barrier regions.

Известен способ изготовления светоизлучающих структур на КТ и светоизлучающая структура [5], которые являются наиболее близкими по решаемой технической задаче и достигаемому техническому результату к заявляемым способу получения лазерного излучения на квантовых точках и устройству для его реализации и принятый в качестве прототипа. Известный способ [5] включает последовательное выращивание на подложке GaAs молекулярно-пучковой эпитаксией буферного слоя GaAs, нижнего эмиттерного слоя на основе соединения AlGaAs, волноводного слоя GaAs, содержащего активную область на основе КТ, формируемую последовательным осаждением при температуре подложки 460-520 C слоя InAs толщиной 0,6-0,9 нм при скорости его роста 0,01-0,03 нм/с слоя InGaAs с химическим составом 10-35% по индию при отношении потока мышьяка к потоку индия 1,5-3,0 и прикрывающего слоя GaAs, а также верхнего эмиттерного слоя на основе соединения AlGaAs и контактного слоя GaAs. В светоизлучающей структуре нижний эмиттерный слой формируют из чередующихся слоев AlGaAs и GaAs. Техническим результатом известного способа является изготовление структур, излучающих на длине волны 1,3 мкм.There is a method of manufacturing light-emitting structures on CT and a light-emitting structure [5], which are closest in terms of the technical problem being solved and the technical result achieved to the claimed method for producing laser radiation at quantum dots and a device for its implementation and adopted as a prototype. The known method [5] involves the sequential growth on a GaAs substrate by molecular beam epitaxy of a GaAs buffer layer, an AlGaAs lower emitter layer, a GaAs waveguide layer containing a CT-based active region formed by sequential deposition of an InAs layer at a substrate temperature of 460-520 C a thickness of 0.6-0.9 nm with a growth rate of 0.01-0.03 nm / s of the InGaAs layer with a chemical composition of 10-35% in India with a ratio of arsenic flow to the flow of indium 1.5-3.0 and covering GaAs layer, as well as the upper emitter layer based on Al compound GaAs and GaAs contact layer. In the light-emitting structure, the lower emitter layer is formed from alternating AlGaAs and GaAs layers. The technical result of the known method is the manufacture of structures emitting at a wavelength of 1.3 μm.

Недостатками известного технического решения [5] являются высокая стоимость и трудоемкость за счет большого числа слоев квантовых точек InAs, что ведет к значительному расходу материала квантовых точек, сложности и трудоемкости изготовления активной области лазерного излучения. Кроме того, известный прототип [5] характеризуется высоким значением плотности порогового тока, что снижает эффективность его работы.The disadvantages of the known technical solution [5] are the high cost and complexity due to the large number of layers of InAs quantum dots, which leads to a significant consumption of quantum dot material, the complexity and complexity of manufacturing an active region of laser radiation. In addition, the known prototype [5] is characterized by a high density of the threshold current, which reduces the efficiency of its work.

Заявленное изобретение свободно от указанных недостатков.The claimed invention is free from these disadvantages.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности работы, снижение стоимости за счет уменьшения расхода материала квантовых точек, уменьшение трудоемкости за счет создания более эффективного лазерного излучателя и использования одного слоя квантовых точек, соединенных с квантовой ямой наномостиком и миниатюризация устройства. Созданная система имеет пороговую плотность тока в несколько раз ниже, чем в прототипе.The technical result of the claimed invention is to increase work efficiency, reduce cost by reducing the consumption of quantum dot material, reduce the complexity by creating a more efficient laser emitter and use a single layer of quantum dots connected to the quantum well by a nanobridge and miniaturization of the device. The created system has a threshold current density several times lower than in the prototype.

Указанный технический результат достигается заявленным способом получения лазерного излучения на квантовых точках, включающим послойное выращивание на подложке GaAs молекулярно-пучковой эпитаксией буферного слоя GaAs, нижнего слоя сверхрешеток на основе соединений AlGaAs/GaAs волнового слоя GaAs, содержащего активную область на основе квантовых точек и квантовой ямы (устройство активной области, см.ниже), прикрывающего слоя, верхнего слоя сверхрешеток на основе AlGaAs/GaAs верхнего контактного слоя GaAsThe indicated technical result is achieved by the claimed method for producing laser radiation on quantum dots, including layer-by-layer growing on a GaAs molecular beam epitaxy GaAs buffer layer, a lower layer of superlattices based on AlGaAs / GaAs compounds, a GaAs wave layer containing an active region based on quantum dots and a quantum well (arrangement of the active region, see below), the covering layer, the upper layer of superlattices based on AlGaAs / GaAs upper contact layer of GaAs

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что активная область формируется последовательным осаждением при температуре подложки 485°C слоя InAs толщиной 0,6 нм при скорости его роста 0,03 нм/с, последующей выдержкой структуры в потоке мышьяка в течение 1 мин для увеличения равномерности по размерам КТ, промежуточного слоя GaAs толщиной 3-10 нм, слоя InGaAs квантовой ямы с химическим составом 12-15% по индию при отношении потока мышьяка к потоку индия 10.0-12.0In addition, this technical result is achieved by the fact that the active region is formed by sequential deposition at a substrate temperature of 485 ° C of an InAs layer 0.6 nm thick at a growth rate of 0.03 nm / s, followed by exposure of the structure in an arsenic stream for 1 min for increasing the uniformity in size of QDs, an intermediate GaAs layer with a thickness of 3-10 nm, an InGaAs layer of a quantum well with a chemical composition of 12-15% in India with a ratio of arsenic to indium flux of 10.0-12.0

Технический результат в заявленном изобретении реализован изготовлением структуры, активная область которой при оптимизированных технологических параметрах состоит из квантовых точек и квантовой ямы, соединенных наномостиками, и созданием способа получения лазерного излучения с использованием одного слоя КТ InAs, отделенных от КЯ зарощенным промежутком GaAs и связанных с КЯ перемычками (наномостиками), и созданием светоизлучающего (лазерного) устройства на его основе.The technical result in the claimed invention is realized by manufacturing a structure, the active region of which, under optimized technological parameters, consists of quantum dots and a quantum well connected by nanobridges, and by creating a method for producing laser radiation using a single layer of InAs QDs separated from the QW by an overgrown GaAs gap and connected with QW jumpers (nanobridges), and the creation of a light-emitting (laser) device based on it.

Сущность заявленного способа получения лазерного излучения на КТ иллюстрируется Фиг. 1 - 5.The essence of the claimed method for producing laser radiation on CT is illustrated in FIG. fifteen.

На Фиг. 1 представлена схема расположения слоев КТ, КЯ, СЗ и слоев GaAs в лазерной структуре.In FIG. Figure 1 shows the arrangement of the QD, QW, C3 layers, and GaAs layers in the laser structure.

На Фиг. 2 представлен график зависимости интенсивности излучения на длине волны 1.04 мкм от плотности тока.In FIG. Figure 2 presents a graph of the dependence of the radiation intensity at a wavelength of 1.04 μm on the current density.

На Фиг. 3 представлен спектр электролюминесценции до (кривая 1) и после возникновения лазерного излучения.In FIG. Figure 3 shows the electroluminescence spectrum before (curve 1) and after the occurrence of laser radiation.

На Фиг. 4 представлено изображение активного участка лазерной структуры, полученное с помощью просвечивающего электронного микроскопа, где QW - квантовая яма, QT - квантовая точка (стрелками показан наномостик).In FIG. Figure 4 shows the image of the active region of the laser structure obtained using a transmission electron microscope, where QW is the quantum well, QT is the quantum dot (the arrows show the nanobridge).

На Фиг. 5 показан общий вид лазерного излучателя в корпусе.In FIG. 5 shows a general view of a laser emitter in a housing.

Для решения задачи в части способа получения проводится послойное напыление слоев различного состава методом молекулярно-пучковой эпитаксии (на Фиг. 1 показана схема расположения слоев). Светоизлучающая структура на основе инвертированной туннельно-инжекционной наноструктуры состоит из КТ в нижнем слое, КЯ в верхнем слое и барьерного слоя с наномостиками между ними.To solve the problem in terms of the production method, layer-by-layer deposition of layers of various compositions is carried out by molecular beam epitaxy (Fig. 1 shows the layout of the layers). A light emitting structure based on an inverted tunnel injection nanostructure consists of QDs in the lower layer, QWs in the upper layer, and a barrier layer with nanobridges between them.

Устройство для реализации способа получения лазерного излучения на квантовых точках состоит из последовательных слоев, и изготовление светоизлучающей структуры (Фиг.1) включает последовательное выращивание молекулярно-пучковой эпитаксией на легированной подложке GaAs: (1) легированного буферного слоя GaAs, (2) нижней ограничивающей сверхрешетки на основе нанослоев AlGaAs/GaAs, (3) области электронного ограничения, включающей активную область (5), заключенную между нижней (4) и верхней (6) обкладками нелегированного GaAs, (7) верхней ограничивающей сверхрешетки на основе нанослоев AlGaAs/GaAs, (8) покровного легированного слоя GaAs.A device for implementing a method for producing laser radiation at quantum dots consists of successive layers, and the manufacture of a light-emitting structure (FIG. 1) involves the sequential growth of molecular beam epitaxy on a GaAs doped substrate: (1) a doped GaAs buffer layer, (2) a lower bound superlattice based on AlGaAs / GaAs nanolayers, (3) the region of electronic confinement, including the active region (5), enclosed between the lower (4) and upper (6) plates of undoped GaAs, (7) the upper bounding super gratings based on AlGaAs / GaAs nanolayers, (8) a doped GaAs coating layer.

Активная область формируется последовательным осаждением: (5) слоя КТ InAs толщиной 0,6 нм при температуре 485°C и скорости роста 0,03 нм/с 1-минутной выдержкой в потоке мышьяка для выравнивания КТ по размерам; (9) барьерного слоя GaAs толщиной от 3,5 до 6,0 нм; (6) слоя КЯ InGaAs с химическим составом 15% по индию при отношении потока мышьяка к потоку индия 10,0-12,0.The active region is formed by sequential deposition of: (5) an InAs QD layer with a thickness of 0.6 nm at a temperature of 485 ° C and a growth rate of 0.03 nm / s for 1 minute exposure to arsenic flow to align the QDs in size; (9) a GaAs barrier layer from 3.5 to 6.0 nm thick; (6) an InGaAs QW layer with a chemical composition of 15% in India with a ratio of arsenic flux to indium flux of 10.0–12.0.

В отличие от прототипа активная область содержит один слой КТ InAs, отделенный от КЯ слоем GaAs, содержащим наномостики. КТ в отличие от прототипа выдерживаются 1 минуту при температуре 485°C для выравнивания их по размеру. Лазерная генерация возникает в данной структуре при плотности тока 15 А/см2, что значительно ниже, чем в прототипе (70 A/см2).In contrast to the prototype, the active region contains one layer of InAs QDs separated from the QW by a GaAs layer containing nanobridges. CT, in contrast to the prototype, is held for 1 minute at a temperature of 485 ° C to align them in size. Laser generation occurs in this structure at a current density of 15 A / cm 2 , which is significantly lower than in the prototype (70 A / cm 2 ).

Устройство для получения лазерного излучения включает подложку GaAs, на которую методом эпитаксии напылен легированный буферный слой GaAs, включающий нижний слой ограничивающих сверхрешеток на основе AlGaAs/GaAs, волноводный слой GaAs с активной областью КТ InAs, верхний слой сверхрешеток на основе AlGaAs/GaAs, контактный слой GaAs.A device for producing laser radiation includes a GaAs substrate onto which an alloyed GaAs buffer layer is deposited by epitaxy, including a lower layer of AlGaAs / GaAs-based confining superlattices, a GaAs waveguide layer with an active InAs QD region, an upper layer of AlGaAs / GaAs superlattices, a contact layer GaAs.

Активная зона лазерного устройства содержит один слой КТ InAs. Они прогреты в течение 1 минуты при температуре 485°C для создания однородности размера. Слой КТ отделен от квантовой ямы слоем GaAs толщиной 3,5-6 нм. КТ связаны с КЯ наномостиками, расположенными у вершины КТ. Для получения лазерного излучения эпитаксиальные структуры были снабжены контактами Ge:Au и включены в цепь постоянного тока.The active zone of the laser device contains one layer of InAs QD. They are heated for 1 minute at a temperature of 485 ° C to create uniformity of size. The QD layer is separated from the quantum well by a 3.5–6 nm thick GaAs layer. QDs are connected with QWs by nanobridges located at the top of QDs. To obtain laser radiation, epitaxial structures were equipped with Ge: Au contacts and included in the direct current circuit.

Заявленный способ был апробирован в Санкт-Петербургском государственном университете в режиме реального времени.The claimed method was tested at St. Petersburg State University in real time.

Результаты испытаний отражены на чертежах в виде соответствующих зависимостей.The test results are reflected in the drawings in the form of corresponding dependencies.

Как видно из Фиг.2, на которой представлена зависимость интенсивности электролюминесценции из КТ от плотности тока, при значении плотности тока больше 10 А/см2 резко меняется наклон кривой.As can be seen from Figure 2, which shows the dependence of the intensity of the electroluminescence from the CT on the current density, with a current density of more than 10 A / cm 2 the slope of the curve changes sharply.

Из представленного на Фиг.3 вида спектра электролюминесценции эпитаксиальной структуры при плотности тока 10 А/см2 (кривая 1) и 15 А/см2 (кривая 2) отчетливо видно возникновение узкой линии при длине волны 1,0 мкм на кривой 2. При этом ширина полосы излучения КТ на половине высоты уменьшилась с 600 до 90. Оба эти факта - сверхлинейный рост интенсивности люминесценции КТ и спектральное обужение линии излучения - однозначно свидетельствуют о возникновении лазерного излучения. Эффект возникновения лазерного излучения был подтвержден на том же образце при оптической накачке импульсным лазером.From the view of the electroluminescence spectrum of the epitaxial structure shown in FIG. 3 at a current density of 10 A / cm 2 (curve 1) and 15 A / cm 2 (curve 2), the appearance of a narrow line at a wavelength of 1.0 μm on curve 2 is clearly seen In this case, the width of the QD emission band at half height decreased from 600 to 90. Both of these facts — the superlinear increase in the QD luminescence intensity and spectral narrowing of the emission line — unambiguously indicate the occurrence of laser radiation. The effect of the appearance of laser radiation was confirmed on the same sample under optical pumping by a pulsed laser.

В ходе апробации заявленного изобретения было подтверждено существование наномостиков исследованиями на просвечивающем электронном микроскопе (Фиг 4.); на Фиг.5 показан общий вид лазерного излучателя.During testing of the claimed invention, the existence of nanobridges was confirmed by studies on a transmission electron microscope (Figure 4.); figure 5 shows a General view of the laser emitter.

Заявленное изобретение представляет собой одномодовый миниатюрный лазерный излучатель с длиной волны 1.04 мкм. Излучающая поверхность имеет диаметр 1 мм. Сам излучатель находится в стандартном корпусе, диаметр которого 8 мм.The claimed invention is a single-mode miniature laser emitter with a wavelength of 1.04 μm. The radiating surface has a diameter of 1 mm. The emitter itself is in a standard case, the diameter of which is 8 mm.

Лазерный излучатель имеет всего один слой КТ, что отличает его от многослойных излучателей и способствует экономии материала InAs.The laser emitter has only one CT layer, which distinguishes it from multilayer emitters and contributes to the saving of InAs material.

В отличие от прототипа заявленное изобретение имеет более высокую эффективность за счет получения пороговой плотности тока на менее чем в четыре раза ниже, чем в прототипе.Unlike the prototype, the claimed invention has higher efficiency due to the threshold current density being less than four times lower than in the prototype.

Техническо-экономическая эффективность изобретения состоит в повышении эффективности, снижении стоимости светоизлучающей структуры, уменьшении пороговой плотности тока, а также миниатюризации и уменьшении трудоемкости ее создания, что реализовано за счет использования одного слоя квантовых точек, соединенных с квантовой ямой наномостиком, и способа получения лазерного излучения с использованием одного слоя КТ InAs, отделенных от КЯ заращенным промежутком GaAs и связанных с КЯ перемычками, и позволяет использовать его в оптоэлектронике, в частности в лазерах, работающих в инфракрасном диапазоне длин волн при комнатной температуреThe technical and economic efficiency of the invention consists in increasing the efficiency, reducing the cost of the light-emitting structure, reducing the threshold current density, as well as miniaturizing and reducing the complexity of its creation, which is realized through the use of a single layer of quantum dots connected to a quantum well by a nanobridge, and a method for producing laser radiation using one layer of InAs QDs separated from the QW by a shortened GaAs gap and connected with QW by jumpers and allows its use in optoelectronics, in particular in lasers operating in the infrared wavelength range at room temperature

Источники информацииInformation sources

1. Н.Н. Леденцов и др. Физика и техника полупроводников (ФТП); 1998, N4, с.32.1. N.N. Ledencov et al. Physics and technology of semiconductors (FTP); 1998, N4, p. 32.

2. D. Bimberg, М. Grudmann, N. Ledencov, Quantum Dot Heterostrutcheres 1999.2. D. Bimberg, M. Grudmann, N. Ledencov, Quantum Dot Heterostrutcheres 1999.

3. Патент США 56144 35 МПК: H01S 03/19. Опубликован 25.03 1997.3. US patent 56144 35 IPC: H01S 03/19. Published March 25, 1997.

4. Патент США 59635571 МПК: H01S 03/19. Опубликован 05.10.1999.4. US patent 59635571 IPC: H01S 03/19. Published on October 5th, 1999.

5. Патент РФ №2205468 «Способ изготовления светоизлучающей структуры на квантовых точках и светоизлучающая структура»; МПК: H01L 21/20; H01S 05/343 (прототип).5. RF patent No. 2205468 "A method of manufacturing a light-emitting structure on quantum dots and a light-emitting structure"; IPC: H01L 21/20; H01S 05/343 (prototype).

Claims (2)

1. Способ получения лазерного излучения на квантовых точках, заключающийся в послойном выращивании на подложке GaAs молекулярно-пучковой эпитаксией буферного слоя GaAs, нижнего слоя сверхрешеток на основе соединений AlGaAs/GaAs, волноводного слоя GaAs, содержащего активную область на основе квантовых точек InAs и квантовой ямы InAs, прикрывающего слоя GaAs, верхнего слоя сверхрешеток на основе AlGaAs/GaAs и верхнего контактного слоя GaAs, отличающийся тем, что в активной области слой квантовых точек выращивают со скоростью, не превышающей 0,03 нм/с, в потоках мышьяка и индия с соотношением плотности потоков (10-12):1 и последующей выдержкой слоя квантовых точек в потоке чистого мышьяка в течение 1 мин для увеличения равномерности квантовых точек по высоте.1. A method for producing laser radiation at quantum dots, which consists in layer-by-layer growth on a GaAs substrate by molecular beam epitaxy of a GaAs buffer layer, a lower layer of superlattices based on AlGaAs / GaAs compounds, a GaAs waveguide layer containing an active region based on InAs quantum dots and a quantum well InAs, a covering layer of GaAs, an upper layer of superlattices based on AlGaAs / GaAs and an upper contact layer of GaAs, characterized in that in the active region the layer of quantum dots is grown at a speed not exceeding 0.03 nm / s in mouse flows ka and indium with the ratio of the flux density (10-12): 1 and the subsequent exposure of the layer of quantum dots in the flow of pure arsenic for 1 min to increase the uniformity of the quantum dots in height. 2. Устройство для получения лазерного излучения на квантовых точках, включающее легированную подложку GaAs, на которой выращены молекулярно-пучковой эпитаксией слои в последовательности, при которой за легированным буферным слоем GaAs следует нижняя ограничивающая сверхрешетка AlGaAs/GaAs, волноводный слой нелегированного GaAs с активной областью, состоящей из слоя квантовых точек и квантовой ямы на основе системы InGaAs, верхняя сверхрешетка AlGaAs/GaAs и контактный слой легированного GaAs, отличающееся тем, что в активной области слой квантовой ямы выращен поверх слоя квантовых точек с зазором между ними в виде барьерной прослойки из GaAs толщиной, не превышающей 6 нм, и с наномостиками из InAs, сформированными между вершинами квантовых точек и дном квантовой ямы. 2. A device for producing laser radiation on quantum dots, including a doped GaAs substrate on which layers of molecular beam epitaxy are grown in a sequence in which the lower bound superlattice AlGaAs / GaAs, an undoped GaAs waveguide layer with an active region, follows the doped GaAs buffer layer, consisting of a layer of quantum dots and a quantum well based on the InGaAs system, an AlGaAs / GaAs upper superlattice and a doped GaAs contact layer, characterized in that a quantum well layer is grown over a layer of quantum dots with a gap between them in the form of a GaAs barrier layer with a thickness not exceeding 6 nm, and with InAs nanobridges formed between the vertices of the quantum dots and the bottom of the quantum well.
RU2013157811/28A 2013-12-26 2013-12-26 Method of obtaining laser radiation on quantum dots and apparatus therefor RU2570102C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013157811/28A RU2570102C2 (en) 2013-12-26 2013-12-26 Method of obtaining laser radiation on quantum dots and apparatus therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013157811/28A RU2570102C2 (en) 2013-12-26 2013-12-26 Method of obtaining laser radiation on quantum dots and apparatus therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013157811A RU2013157811A (en) 2015-07-10
RU2570102C2 true RU2570102C2 (en) 2015-12-10

Family

ID=53538019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013157811/28A RU2570102C2 (en) 2013-12-26 2013-12-26 Method of obtaining laser radiation on quantum dots and apparatus therefor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2570102C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5614435A (en) * 1994-10-27 1997-03-25 The Regents Of The University Of California Quantum dot fabrication process using strained epitaxial growth
RU2089656C1 (en) * 1993-12-23 1997-09-10 Ольга Викторовна Гончарова Method of production of photosensitive resistive and optically nonlinear thin-filmed heterostructures based on semiconductor and dielectric materials
RU2205468C1 (en) * 2002-07-09 2003-05-27 Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе РАН Method for manufacturing light-emitting structure around quantum points and light- emitting structure
RU2257640C1 (en) * 2004-04-28 2005-07-27 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН Light-emitting structure and method for manufacturing light- emitting structure
RU2387062C1 (en) * 2008-12-10 2010-04-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Платан" с заводом при НИИ" (ФГУП "НИИ "Платан" с заводом при НИИ") Active element of solid state laser with crosswise electron-beam pump

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2089656C1 (en) * 1993-12-23 1997-09-10 Ольга Викторовна Гончарова Method of production of photosensitive resistive and optically nonlinear thin-filmed heterostructures based on semiconductor and dielectric materials
US5614435A (en) * 1994-10-27 1997-03-25 The Regents Of The University Of California Quantum dot fabrication process using strained epitaxial growth
RU2205468C1 (en) * 2002-07-09 2003-05-27 Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе РАН Method for manufacturing light-emitting structure around quantum points and light- emitting structure
RU2257640C1 (en) * 2004-04-28 2005-07-27 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН Light-emitting structure and method for manufacturing light- emitting structure
RU2387062C1 (en) * 2008-12-10 2010-04-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Платан" с заводом при НИИ" (ФГУП "НИИ "Платан" с заводом при НИИ") Active element of solid state laser with crosswise electron-beam pump

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
В.Г. Талантаев, А.А. Тонких, Н.Д. Захаров, А.В. Сеничев и др., Светоизлучающие тунельные наноструктуры на основе квантовых точек в матрице кремния и арсенида галлия, Физика и техника полупроводников, том 46, вып.11, стр. 1492-1503, 2012. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013157811A (en) 2015-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5145353B2 (en) Nanostructured LED array with collimating reflector
US20190067900A1 (en) Iii-nitride nanowire array monolithic photonic integrated circuit on (001)silicon operating at near-infrared wavelengths
KR20110063799A (en) Semiconductor optical element array and manufacturing method therefore
CN105122472B (en) For manufacturing the method for opto-electronic semiconductor chip and opto-electronic semiconductor chip
Liao et al. Monolithically integrated electrically pumped continuous-wave III-V quantum dot light sources on silicon
EP2618388A1 (en) Light-emitting diode chip
JP2004200375A (en) Semiconductor laser device and method of manufacturing the same
JP2009188258A (en) Three-dimensional photonic crystal light emitting device
KR20090111810A (en) Nanostructured led array with collimating reflectors
US10020637B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device
WO2018192972A1 (en) Semiconductor laser diode and method for producing a semiconductor laser diode
CN111200043B (en) Electrically pumped quantum dot single photon source and preparation method thereof
KR101368687B1 (en) Manufacturing Method of nitride semiconductor light emitting device using superlattice structure
JPH0653602A (en) Semiconductor laser element
KR101682345B1 (en) Electrically pumped optoelectronic semiconductor chip
US20070158662A1 (en) Two-dimensional photonic crystal LED
US7968867B2 (en) Light-emitting device and method for manufacturing the same
RU2570102C2 (en) Method of obtaining laser radiation on quantum dots and apparatus therefor
JP4998701B2 (en) III-V compound semiconductor light emitting diode
JP2003519931A (en) Group III nitride semiconductor structure with suppressed phase separation
Wiesner et al. Single-photon emission from electrically driven InP quantum dots epitaxially grown on CMOS-compatible Si (001)
JP2009028797A (en) Nanostructure and method for manufacturing nanostructure
JP2024504241A (en) Optoelectronic semiconductor components and methods for manufacturing optoelectronic semiconductor components
JPH04112584A (en) Semiconductor device
DE112021001893T5 (en) LIGHT EMISSION ELEMENT, LIGHT EMISSION ELEMENT UNIT, ELECTRONIC DEVICE, LIGHT EMISSION DEVICE, DETECTION DEVICE AND COMMUNICATION DEVICE