• 제목/요약/키워드: exciton polariton

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Observation of Strong Coupling between Cavity Photon and Exciton in GaN Micro-rod

  • Gong, Su-Hyun;Ko, Suk-Min;Cho, Yong-Hoon
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.297.2-297.2
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    • 2014
  • Strong exciton-photon coupling in microcavities have generated an intense research effort since quasiparticles called exciton polaritons are produced and shows interesting phenomena. Most of studies have been done with GaAs based microcavities at cryogenic temperature. Recently, GaN material which has large exciton binding energy and oscillator strength has much attention because strong coupling between photon and exciton could be realized at room temperature. However, fabrication of high quality microcavity using GaN is challengeable due to the large mismatch between the lattice and the thermal expansion coefficient in GaN based distributed Bragg mirror. Here, we observed strong coupling regime of exciton-photon in GaN micro-rods which were grown by metalorganic vapour phase epitaxy (MOCVD) on Si substrate. Owing to the hexagonal cross-section of micro-rod, whispering gallery modes of photon are naturally formed and could be coupled with exciton in GaN. Using angle-resolved micro-photoluminescence measurement, exciton polariton dispersion curves were directly observed from GaN micro-rod. We expect room temperature exciton polariton condensation could be realized in high quality GaN micro-rod.

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광전소자를 위한 고품질 ZnTe 단결정 박막의 성장과 특성 (Growth and characterization of the high quality ZnTe epilayers for opto-electronic devices)

  • 정양준;김대중;유영문;최용대
    • 한국결정성장학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.127-131
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    • 2003
  • Zincblende 구조를 갖는 양질의 ZnTe(100) 박막을 $CaAs(100\pm2^{\circ})$ 기판에 HWE법으로 성장하였다 기판온도에 따른 표면상태와 성장률 그리고 결정성의 변화를 관측하였고, 기판온도가 $470^{\circ}C$일 때 결정성이 가장 우수하였다. 10K 광발광 측정으로부터 열적 인장스트레인에 의하여 분리된 가벼운 양공과 무거운 양공을 관측하였고 이들의 일차 들뜬상태를 관측하였다 무거운 양공의 자유 엑시톤의 이중구조는 엑시톤-폴라리톤 결합에 의한 세로방향 엑시톤과 가로방향 엑시톤 사이의 에너지 차이 때문이다.

Hot Wall Epitaxy(HWE)에 의한 $AgInSe_2$단결정 박막 성장과 특성에 관한 연구 (The study of growth and characterization of $AgInSe_2$ single crystal thin film by hot wall epitaxy)

  • 홍광준
    • 한국결정성장학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.197-206
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    • 1999
  • 수평 전기로에서 $AgInSe_2$다결정을 합성하여 HWE(Hot Wall Epitaxy) 방법으로 $AgInSe_2$ 단결정 박막을 반절연성 GaAs(100) 위에 성장하였다. $AgInSe_2$단결정 박막은 증발원과 기판의 온도를 각각 $610^{\circ}C$, $450^{\circ}C$로 성장하였다. 이때 성장된 단결정 박막의 두께는 3.8$\mu\textrm{m}$였다. 단결정 박막의 결정성의 조사에서 20 K에서 측정한 광발광 스펙트럼은 884.1nm(1.4024eV) 근처에서 excition emission 스펙트럼이 가장 강하게 나타났으며, 또한 이중결정 X-선 회절곡선(DCXD)의 반폭치(FWHM)도 125arcsec로 매우 작은 값으로 측정되어 최적 성장 조건임을 알 수 있었다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293K에서 각각 $9.58{\times}10^{22} electron/m^3,\; 3.42{\times}10^{-2}m^2/V{\cdot}s$였다. $AgInSe_2$단결정 박막의 광전류 단파장대 봉우리들로부터 20K에서 측정된 $\Delta$Cr(Crystal field splitting)은 0.12eV, $\Delta$So(spin orbit coupling)는 0.29 eV였다. 20K에서 얻어진 광발광 봉우리들 중에서 881.1nm(1.4071 eV)와 882.4nm(1.4051 eV)는 free exciton$E_x$의 upper polariton과 lower polariton인$E_x^U$$E_x^L$를 의미하며, 884.1nm(1.4024 eV)는 donor-bound exciton emission에 의한 $I_2$봉우리를, 885.9nm(1.3995 eV)는 acceptor-bound exciton emission에 의한 $I_1$ 봉우리를 각각 나타내었다. 또한 887.5nm(1.3970 eV)에서 관측된 봉우리는 DAP(donor-acceptor pair)에 기인하는 광발광 봉우리로 해석되었다.

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Point-defect study from low-temperature photoluminescence of ZnSe layers through the post-annealing in various ambient

  • Lee, Sang-Youl;Hong, Kwang-Joon;Kim, Hae-Jeong
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.378-378
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    • 2010
  • The ZnSe epilayers were grown on the GaAs substrate by hot wall epitaxy. After the ZnSe epilayers treated in the vacuum-, Zn-, and Se-atmosphere, respectively, the defects of the epilayer were investigated by means of the low, temperature photoluminescence measurement. The dominant peaks at 2.7988 eV and 2.7937 eV obtained from the PL spectrum of the as-grown ZnSe epilayer were found to be consistent with the upper and the lower polariton peak of the exciton, $I_2$ ($D^{\circ}$, X), bounded to the neutral donor associated with the Se-vacancy. This donor-impurity binding energy was calculated to be 25.3 meV. The exciton peak, $I_l^d$, at 2.7812 eV was confirmed to be bound to the neutral acceptor corresponded with the Zn-vacancy.

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Hot - wall epitaxy 방법으로 성장한 ZnSe 박막의 열처리 효과 (Annealing effects of ZnSe epilayer grown by hot-well epiraxy method)

  • 정태수;김택성
    • 한국결정성장학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.96-99
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    • 2000
  • 우리는 hot-well epiraxy 방법으로 성장된 ZnSe 박막의 광발광 측정을 10 K에서 실행하였다. as-grown 박막은 upper polartion과 lower polarition으로 분리된 중성 도너(donor) bound exciton $I_2$($D^{\circ}$,X)가 아주 우세하게 관측되었고 Se분위기 열처리 결과 $I_2$기원이 Se-vacancy에 관련이 있음을 알았다. 또 중성 억셉터(acceptor) bound exciton $I_1$$^d$발광이 관측되었다. 그런데 ZnSe는 self-compensated에 의해 p-type 반전이 어렵다. 우리는 Se 분위기 열처리로부터 $I_1$$^d$ 봉우리가 아주 우세함을 보였다. 이것은 열처리한 ZnSe 박막에 억셉터가 풍부하게 존재한다는 것을 의미하며 결과적으로 광학적인 p-type 반전을 분명하게 관측 할 수 있었다. 또한 엑셉터 불순물의 결합 에너지는 268meV이였다. 장파장대에서 SA 발광은 Se 분위기 열처리 후 사라진 것으로 보아 Se-vacancy와 관련이 있는 것으로 고찰되었다.

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A Study on photoluminescience of ZnSe/GaAs epilayer

  • Park, Changsun;Kwangjoon Hong
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.84-84
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    • 2003
  • The ZnSe epilayers were grown on the GaAs substrate by hot wall epitaxy. After the ZnSe epilayers treated in the vacuum-, Zn-, and Se-atmosphere, respectively, the defects of the epilayer were investigated by means of the low-temperature photoluminescence measurement. The dominant peaks at 2.7988 eV and 2.7937 eV obtained from the PL spectrum of the as-grown ZnSe epilayer were found to be consistent with the upper and the lower polariton peak of the exciton, I$_2$ (D$^{\circ}$, X), bounded to the neutral donor associated with the Se-vacancy. This donor-impurity binding energy was calculated to be 25.3meV The exciton peak, lid, at 2.7812 eV was confirmed to be bound to the neutral acceptor corresponded with the Zn-vacancy. The I$_1$$\^$d/ peak was dominantly observed in the ZnSe/GaAs:Se epilayer treated in the Se-atmosphere. This Se-atmosphere treatment may convert the ZnSe/GaAs:Se epilayer into the p-type. The SA peak was found to be related to a complex donor like a (V$\sub$se/ - V$\sub$zn/) - V$\sub$zn-/

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Properties of photoluminescience for ZnSe/GaAs epilayer grown by hot wall epitaxy

  • Hong, Kwangjoon;Baek, Seungnam
    • 한국결정성장학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.105-110
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    • 2003
  • The ZnSe epilayers were grown on the GaAs substrate by hot wall epitaxy. After the ZnSe epilayers treated in the vacuum-, Zn-, and Se-atmosphere, respectively, the defects of the epilayer were investigated by means of the low-temperature photoluminescence measurement. The dominant peaks at 2.7988 eV and 2.7937 eV obtained from the PL spectrum of the as-grown ZnSe epilayer were found to be consistent with the upper and the lower polariton peak of the exciton, $I_{2}$ ($D^{\circ}$, X), bounded to the neutral donor associated with the Se-vacancy. This donor-impurity binding energy was calculated to be 25.3 meV, The exciton peak, $I_{1}^{d}$ at 2.7812 eV was confirmed to be bound to the neutral acceptor corresponded with the Zn-vacancy. The $I_{1}^{d}$ peak was dominantly observed in the ZnSe/GaAs : Se epilayer treated in the Se-atmosphere. This Se-atmosphere treatment may convert the ZnSe/GaAs : Se epilayer into the p-type. The SA peak was found to be related to a complex donor like a $(V_{se}-V_{zn})-V_{zn}$.

A Study point defect for thermal annealed ZnSe/GaAs epilayer

  • 홍광준;이상열
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 추계학술대회 논문집 Vol.16
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    • pp.120-123
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    • 2003
  • The ZnSe epilayers were grown on the GaAs substrate by hot wall epitaxy. After the ZnSe epilayers treated in the vacuum-, Zn-, and Se-atmosphere, respectively, the defects of the epilayer were investigated by means of the low-temperature photoluminescence measurement. The dominant peaks at 2.7988 eV and 2.7937 eV obtained from the PL spectrum of the as-grown ZnSe epilayer were found to be consistent with the upper and the lower polariton peak of the exciton, $I_2$ ($D^{\circ}$, X), bounded to the neutral donor associated with the Se-vacancy. This donor-impurity binding energy was calculated to be 25.3 meV. The exciton peak, $I_1^d$, at 2.7812 eV was confirmed to be bound to the neutral acceptor corresponded with the Zn-vacancy. The $I_1^d$ peak was dominantly observed in the ZnSe/GaAs:Se epilayer treated in the Se-atmosphere. This Se-atmosphere treatment may convert the ZnSe/GaAs:Se epilayer into the p-type. The SA peak was found to be related to a complex donor like a $(V_{Se}-V_{Zn})-V_{Zn}$.

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HWE 방법에 의한 $AgGaS_2$단결정 박막성장과 특성에 관한 연구 (A study on the growth and characteristics of $AgGaS_2$ single crystal thin film by hot wall epitaxy)

  • 홍광준;정준우
    • 한국결정성장학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.211-220
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    • 1998
  • 수평 전기로에서 $AgGaS_2$ 다결정을 합성하여 HWE 방법으로 $AgGaS_2$ 단결정 박막을 성장하였다. $AgGaS_2$ 단결정 박막을 성잘할 때 증발원과 기판의 온도를 각각 $590^{\circ}C$, $440^{\circ}C$로 성장하였을 때 이중결정 X-선 요동곡선(double crystal X-ray diffraction rocking curve, DCRC)의 반폭치(FWHM)값이 124 arcsec로 가장 작아 최적 성장조건이었다. 상온에서 $AgGaS_2$ 단결정 박막의 광흡수 특성으로부터 에너지 띠간격이 2.61cV였다. Band edge에 해당하는 광전도도 peak의 온도 의존성은 Varshni 관계식으로 설명되었으며, Vaeshni 관계식의 상수값은 Eg(0) = 2.7284eV, $\alpha$= 8.695$\times$10-4 eV/K, $\beta$= 332K 로 주어졌다. 광발광 봉우리는 20K에서 414.3nm(2.9926eV)와 414.1nm(2.7249eV)는 free exciton(Ex)의 upper polariton과 lower polariton인 {{{{{E}`_{x} ^{u} }}}}와 {{{{{E}`_{x} ^{L} }}}}, 423.6nm(2.9269eV)는 bound exciton emission에 의한 I로 관측되었다. 또한 455nm(2.7249eV)의 peak는 donor-acceptor pair(DAP)에 기인하는 광발광 봉우리로 관측되었다.

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