• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.118-119
• /
• 2013

High power, short wavelength red laser diodes (LDs) have attracted significant interests in a variety of fields due to their advantages in terms of reliability, compactness and cost. The higher brightness for human eyes is required, the shorter wavelength like 630 nm is necessary with higher output power. In this respect, LDs are promising as alternative candidates of gas or dye lasers for such applications due to their small size, high optical/electrical power conversion efficiency, robustness and so on. The crystalline quality of GaInP-AlGaInP multiple quantum wells (MQWs) and AlInP cladding layers is a crucial part in the device performance of GaInP red LDs. Here, we first investigated the effect of Si diffusion on the optical properties of GaInP-AlGaInP MQWs grown with different growth temperatures. Secondary ion mass spectroscopy (SIMS) measurements revealed that both the Mg and Si diffusion into MQW active region was significant. To reduce such diffusion, we employed undoped Mg and Si diffusion barrier and could improve the properties.Without both Mg and Si diffusion barriers, no lasing emission was observed. However, lasing emission was observed clearly for the red LDs with both Mg and Si diffusion barriers. We then investigated the temperature dependent optical properties of MQW layers grown with different well thicknesses (6, 8 and 10 nm). When the well thickness was 10 nm, the better crystalline quality was obtained. However, the observed LD performances were similar, probably due to the defects and impurities in the AlGaInP layer. Further investigation with the detailed analyses will be presented later.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제25권1B호
• /
• pp.8-14
• /
• 2000

광여기 MQW(Multiple Quantum Well)면형 광증폭기에 대한 이득해석과 더불어 제작 및 측정을 수행하였다. 제안된 광증폭기는 편광무의존성, 광섬유와의 높은 결합효율, 그리고 동작파장의 자유도가 높다는 등의 장점을 자니고 있다. 본 논문에서는 100내지 200주기 MQW의 이득특성을 격자왜곡과 선택도핑의 효과를 고려해 해석하였다. 그 결과, 3㏈정도의 단일경로이득과 넓은 동작파장특성을 나타내었으며 이 해석 결과는 우리들이 행한 실험결과와 거의 일치하였다. 면형 광증폭기의 단일경로이득이 낮으면 FPI(Fabry-Perot Interferometer)구조로 증폭률을 높이는데는 협대역성의 문제가 발생하나,2-3㏈이상의 적정한 단일경로이득을 가질 경우, FPI 구조로 고이득과 적정한 동작파장특성을 가지게 할 수 있다. 예를 들면 단일경로이득이 3㏈인 MQW를 FPI 구조로 할 경우, 최대이득 10.1㏈, 동작파장대역이 4.6nm의 특성을 가지도록 할 수 있음을 보였다.

• 한국진공학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.365-370
• /
• 2010

분자선 에피택시 방법을 이용하여 GaAs 기판 위에 GaAs 및 AlGaAs 에피층을 성장하면서 성장 멈춤 효과를 연구하였다. 성장 멈춤 시간에 따른 에피층 성장 과정은 반사 고에너지 전자회절로 측정하였다. 성장 멈춤 시간은 0, 15, 30, 60초로 하였다. 그리고 성장 멈춤 시간을 달리하여 GaAs/$Al_{0.3}Ga_{0.7}As$ 다양자우물을 성장한 후 양자우물의 특성을 조사하였다. 반사 고에너지 전자회절의 강도 진동은 성장 멈춤 시간에 영향을 받고 있었다. 그리고 양자우물의 광특성도 성장 멈춤 시간에 의존하고 있었다. 성장 멈춤 시간이 30초일 때 우물과 장벽층 사이에 급준한 계면을 가지는 에피층을 얻을 수 있었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.105-105
• /
• 2003

InGaN/GaN MQW 구조는 청색 및 녹색 범위의 밴드 갭을 가지는 반도체로 최근 LED 및 LD 제조 등에 이용되고 있다. InGaN/GaN MQW은 InGaN와 GaN의 최적 성장온도의 중간온도에서 실행된다. InGaN와 GaN는 최적 성장온도의 차이가 크므로 중간온도에서 성장 시에 많은 결함이 생긴다. 성장온도가 높으면 InN가 분해되고 낮을 경우에는 질소의 결핍이 일어난다. 최적성장온도의 선택이 매우 중요한 문제로 주목되었다. Si 도핑으로 중간온도 성장 시에 형성되는 결함을 감소시키고 광학적 특성을 향상시킨다고 보고되었다. 그러나, Si 도핑효과에 대한 구체적이고 체계적인 연구는 부족한 실정이다. MQWs 구조의 GaN 장벽층에 미치는 성장온도와 Si 도핑 효과를 이해하기 위해서는 고온에서 성잠시킨 GaN박막(HT-GaN) 위에 중간온도에서 성장된 GaN 에피층(IT-GaN)의 구조에 관한 연구가 선행되어야한다. 본 연구에서는 HT-GaN 위에 성장된 GaN 에피층에 미치는 성장 온도와 Si 도핑 효과에 관해 연구하였다.

• 한국진공학회지
• /
• 제8권4B호
• /
• pp.530-535
• /
• 1999

W made a near-field optical microscope(NSOM) apparatus and evaluated it. To control the distance between a tip and a sample, we used a piezoelectric translator and a He-Ne laser, and consequently obtained the spatial resolution better than 100nm. For the semiconductor spectroscopic applications, we performed photoluminescence and photocurrent experiments on the GaAs/AlGaAs MQWs samples. In the case of PL experiment, we obtained the low signal to nose ration due to the extremely small power of a light source passing through the nanometric optical fiber tip. However photocurrent experiment shows a hundred times better signal to noise than that of PL experiment. This suggests that photocurrent experiment using NSOM have the possibility to provide the spatial resolution better than 10nm.

• Journal of Korean Vacuum Science & Technology
• /
• 제4권2호
• /
• pp.44-46
• /
• 2000

Near-field photocurrent experiments were performed for GaAs/AIGaAs MQWs at room temperature. Heavy hole and light hole related peaks are clearly resolved even under extremely low power of near-field excitation. By scanning laterally 2 $\mu\textrm{m}$${\times}$2 $\mu\textrm{m}$ area on the surface, minority carrier diffusion process in the well region was qualitatively studied.

• 한국광학회:학술대회논문집
• /
• 한국광학회 2001년도 제12회 정기총회 및 01년도 동계학술발표회
• /
• pp.54-55
• /
• 2001

Recently, there has been much interests in InGaN/GaN multiple-quantum-well (MQW) structures due to their applicability as optoelectronic devices such as light-emitting diodes (LEDs) and laser diodes [1]. Their ultrafast and physical properties are also of significant interests. Anomalously large acoustic phonon oscillations have been observed using ultrafast lasers in InGaN MQWs [2]. In this study, we have peformed femtosecond pump-probe experiments in the reflection geometry on 5 periods InGaN/GaN MQW LED structure with well width of 20$\AA$ and barrier width of 100$\AA$ at room temperature. (omitted)

• Journal of the Optical Society of Korea
• /
• 제11권3호
• /
• pp.133-137
• /
• 2007

We compare electroabsorption modulators (EAMs) with multiple quantum wells (MQWs) based on InGaAs(P)/InP and InGa(Al)As/InAlAs material systems. We carefully choose the quantum-well structures so that the structures based on different material systems have similar band-offset energies and excition-peak wavelengths. Assuming the same light wavelength of $1.55{\mu}m$, we show the transfer functions of EAMs with each quantum-well structure and calculate the escape times of photogenerated charge carriers. As the heavy-hole escape time of the quantum well based on InGaAs(P)/InP is much longer than those of photogenerated charge carriers of InGa(Al)As/InAlAs, the EAM based on the InGa(Al)As/InAlAs material seems to be more suitable for high-optical-power operation.

• 한국진공학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.313-320
• /
• 2013

실리콘(Silicon, Si) 기판과 $Al_{0.3}Ga_{0.7}As$/GaAs 다중 양자 우물(multiple quantum wells, MQWs) 간의 격자 부정합 해소를 위해 $AlAs_xSb_{1-x}$ 층이 단계 성분 변화 완충층(step-graded buffer, SGB)으로 이용되었다. $AlAs_xSb_{1-x}$ 층 상에 형성된 GaAs 층의 RMS 표면 거칠기(root-mean-square surface roughness)는 $10{\times}10{\mu}m$ 원자 힘 현미경(atomic force microscope, AFM) 이미지 상에서 약 1.7 nm로 측정되었다. $AlAs_xSb_{1-x}$/Si 기판 상에 AlAs/GaAs 단주기 초격자(short period superlattice, SPS)를 이용한 $Al_{0.3}Ga_{0.7}As$/GaAs MQWs이 형성되었다. $Al_{0.3}Ga_{0.7}As$/GaAs MQW 구조는 약 10 켈빈(Kalvin, K)에서 813 nm 부근의 매우 약한 포토루미네선스(photoluminescence, PL) 피크를 보였고, $Al_{0.3}Ga_{0.7}As$/GaAs MQW 구조의 RMS 표면 거칠기는 약 42.9 nm로 측정되었다. 전자 투과 현미경(transmission electron microscope, TEM) 단면 이미지 상에서 AlAs/GaAs SPS 로부터 $Al_{0.3}Ga_{0.7}As$/GaAs MQWs까지 격자 결함들(defects)이 관찰되었고, 이는 격자 결함들이 $Al_{0.3}Ga_{0.7}As$/GaAs MQW 구조의 표면 거칠기와 광 특성에 영향을 주었음을 보여준다.

• 한국진공학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.321-326
• /
• 2013

디지털 합금(digital alloy) InGaAlAs 다중 양자 우물(multiple quantum wells: MQWs) 구조의 열처리(rapid thermal annealing: RTA) 온도에 따른 발광 특성을 PL (photoluminescence)와 TRPL (time-resolved PL)를 이용하여 분석하였다. $700^{\circ}C$에서 $850^{\circ}C$까지 온도를 변화시켜 RTA한 디지털 합금 MQWs의 PL 결과는 $750^{\circ}C$에서 RTA한 시료가 가장 강한 PL 세기와 가장 좁은 반치폭을 나타내었다. 이것은 $750^{\circ}C$에서 30초 동안 RTA하였을 때 비발광 재결합 센터가 감소하고 가장 매끄러운 경계면이 형성되는 것을 나타낸다. RTA 온도를 $800^{\circ}C$와 $850^{\circ}C$로 증가하였을 때 PL 피크는 청색편이 하였으며 PL 세기는 감소하였다. PL 피크의 청색편이는 RTA 온도가 증가함에 따라 InGaAs/InAlAs SPS (short-period superlattice)의 경계면에서의 Ga과 Al의 혼합(intermixing)으로 Al 함량이 증가한 것으로 설명되며, PL 세기의 감소는 경계면의 거칠기의 증가와 인듐의 상분리(phase separation)로 인한 비균일 조성(compositional fluctuation)으로 설명된다. RTA 온도를 증가하였을 때 PL 소멸시간은 증가하였으며, 이것은 비발광 재결합 센터(결정 결함)가 감소한 것을 나타낸다. 디지털 합금 InGaAlAs MQWs 시료의 PL 특성은 적절한 RTA 조건에서 현저히 향상되는 것을 확인하였다.