고출력 양자점 레이저 다이오드 제작을 위한 InAs/InP 양자점 성장 :Growth of InAs/InP quantum dots to fabricate high power semiconductor laser diode

최장희

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자료유형: 학위논문

저자정보: 최장희 (충남대학교, 忠南大學校大學院)

지도교수: 이동한

발행연도: 2013

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2013

고출력 양자점 레이저 다이오드 제작을 위한 InAs/InP 양자점 성장

최장희 물리학과 2013.01 학위논문

2012

MOCVD의 성장 중단법을 이용한 저밀도 InAs/InP 양자점의 성장

최장희 , 한원석 , 조병구 외 5명 한국진공학회 학술발표회초록집 2012.08 학술대회자료

2011

MOCVD를 이용한 자발성장 InAs 양자점의 적층 성장 시 발생하는 파장변화량 제어

최장희 , 안성수 , 유수경 외 5명 한국진공학회 학술발표회초록집 2011.02 학술대회자료

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본 논문에서는 고출력 양자점 레이저 다이오드 제작을 위하여 metal organic chemical vapor deposition을 이용하여 InAs/InGaAsP/InP 양자점을 성장하였다. 특히 다층양자점 구조와 Dwell 구조를 최적화하였다. 뿐만 아니라 단일광원의 응용에 사용되는 저밀도 양자점도 성장하였다.
다층양자점 구조를 최적화 하기 위하여 3주기마다 InAs coverage를 줄여가며 3주기, 6주기, 9주기의 양자점 시료를 성장하였다. 위와 같은 방법을 통해 일반적인 다층양자점에서 발생하는 파장변화를 억제하였으며, 결과적으로 동일한 파장에서 발진하는 시료를 성장하였다.
Dwell 구조의 최적화를 위해서 Dbarr구조에서 barrier의 에너지를 1.00, 1.06, 1.13 eV로 변경하여 성장하였고, Dwell구조에서 양자우물의 두께를 8, 20 nm로 변경하여 성장하였다. 상온 및 저온 PL 측정으로부터 1.13 eV의 barrier energy와 8 nm 두께의 양자우물을 갖는 시료의 광학적 특성이 가장 뛰어났다.
최적화된 다층양자점 구조와 Dwell구조를 적용하여 7주기 ridge-type 레이저 다이오드를 제작하였으며, 1450 nm 영역에서 발진하였다.
저밀도 양자점을 성장하기 위하여 InAs coverage와 growth interruption 시간을 변경하였다. InAs coverage가 2.7 ML에서 1.8 ML로 줄어들면서 양자점의 밀도가 2.0×1010/cm2 에서 8.0×106/cm2 로 감소하였다. 또한 Growth interruption 시간을 0 분에서 5 분으로 증가하면서 양자점의 밀도가 1.5 × 108/cm2에서 3.6 × 107/cm2로 감소하였다. 양자점 밀도가 1.5 × 108/cm2인 시료의 4K μ-PL 측정을 통하여 1380 nm 근처에서 단일양자점의 신호를 측정하였다.

#MOCVD #레이저 #양자점

1.서론 1
2.실험장치 및 방법 4
2-1.Metal organic chemical vapor deposition 4
2-2.Photoluminescence 8
2-3.Atomic force microscope 11
3.고출력 레이저 다이오드 제작을 위한 다층양자점과 Dwell 구조 최적화 14
3-1.다층양자점 14
3-2.Dots-in-the-well 22
3-3.레이저 다이오드 30
3-4.요약 33
4.저밀도 양자점 34
4-1.InAs coverage와 growth interruption을 이용한 저밀도 양자점 성장 34
4-2.요약 46
5.결론 47

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