본 연구의 주요 연구내용으로는 변형을 이용한 양자점의 수직 적층구조 형성 및 최적화 연구자점의 발광변조 기법 연구, 수직 적층 구조 양자점의 PL구조제작, 양자점 형성의 실시간 SPA 분석, 양자점의 도핑특성 연구, InAs/InP, InAs/InGaAs/InP 양자점 적외선 수광소자 제작, Ge/Si양자점의 적층성장 및 strain에 의한 에너지 밴드계산, Interband absorption측정, Far IR 측정 및 Camel diode 측정분석 및 lateral transport 구조, 원적외선 검출기 설계 및 제공공정 기술
본 연구의 주요 연구내용으로는 변형을 이용한 양자점의 수직 적층구조 형성 및 최적화 연구자점의 발광변조 기법 연구, 수직 적층 구조 양자점의 PL구조제작, 양자점 형성의 실시간 SPA 분석, 양자점의 도핑특성 연구, InAs/InP, InAs/InGaAs/InP 양자점 적외선 수광소자 제작, Ge/Si양자점의 적층성장 및 strain에 의한 에너지 밴드계산, Interband absorption측정, Far IR 측정 및 Camel diode 측정분석 및 lateral transport 구조, 원적외선 검출기 설계 및 제공공정 기술 연구를 포함한다. 현재까지 얻은 연구결과를 요약하면 다음과 같다. - In(Ga)As/GaAs 양자점의 수직 적층구조 및 광특성 연구(6층까지 무결함, 20층까지 성장) - Insertion layer를 이용한 발광 파장가변 기술연구(가변 발광파장 : 1.1 - 1.3$\mu$m) - Insertion layer를 이용한 앙자점의 배열화연구(1, 2차원 배열화 기법연구) - 양자점의 도핑 및 C-V 및 I-V특성연구(양자점내 캐리어의 개수 산정) - QD-LD 구조제조 및 특성연구(상온, 펼스동작 레이저 발진성공, $\3_{th}$ = 5.3kA/$\cm^2$, $\T_{o}$ = 84K, soqndidwkgydbf 50%, rhkdthstlf 60$\cm^{-1}$, 발진파장 940nm, 최대광출력 1W급) - InAs/InP 의 수직 적층 양자점 성장 및 형상 연구(TEM, AFM으로 관찰) - InAs/InP 수직 적층 양점점의 광학적 특성을 PL 과 ATR-FTIR로 연구함. - InAs/InP 수직 적층 양자점의 성장을 실시간 SPA 관찰기법 개발 - 소자 제작을 위한 도핑 연구 중 도핑 위치에 의한 양자점의 광학적 특성 분석 - InAs/InP 양자점 적외선 수광 소자 제조기술연구 - InAs/GaAs 양자점 원적외선 감지소자를 제작하여, 감지 소자의 성능은 최대 동작온도 190K, 감지 파장 대역은 2.5~10$\mu$m) 으로 세계적인 연구 성과를 얻음.
Abstract▼
Studies on the self-assembled quantum dots (SAQDs) formed by using the Stranski-Krastanow (S-K) growth mode have been particularly attractive for several years because of their potential applications to optoelectronic devices. Since the shape and the size of SAQDs affect significantly its optical pr
Studies on the self-assembled quantum dots (SAQDs) formed by using the Stranski-Krastanow (S-K) growth mode have been particularly attractive for several years because of their potential applications to optoelectronic devices. Since the shape and the size of SAQDs affect significantly its optical properties, investigations of the microstructural properties in the SAQDs have been of great importance. Strain fields generated in the GaAs cap layer by the InAs quantum dots provide a driving force for vertically self―organization of multiple sets of sequentially deposited quantum dots separated by spacer layers. It is thus clear that during the evolution of quantum dots, the attendant evolving island-induced strain fields bind their interaction is of importince for the ishind intraplanar size equalization, as well as the island vertical self―organization. And the researches of stacking and selective formation of SAQDs is necessary for size uniformity and alignment of SAQDs. Therefore, we report island vertical self―organization examined by cross ―sectional transmission electron microscopy and photoluminescence etc. including the relaxation behavior of the accumulated strain around multiple stacked islands. And new growth technologies are needed such as Ge dot on Si substrate, applicant of wafer fusion. On the basis of various growth technology, we have fabricated optical devices such as quantum dot laser diode (QDLD) and quantum dot photo diode (QDIP).
목차 Contents
제1장 연구개발과제의 개요...20
제2장 국내외 기술개발 현황...24
제3장 연구개발수행 내용 및 결과...30
제1절 InP상에 wafer fusion된 GaAs 에피층의 특성 및 2$\circ$경사진 (100) GaAs기판에 InAs 양자점의 배열...30
제2절 InAs 양자점의 도핑 특성 연구...53
제3절 양자점의 적층구조 형성 및 QD- LD 제조...72
제4절 InGaAs/ GaAs 양자점의 광학적 성질에 대한 AIGaAs 삽입층 효과...113
제5절 InAs 양자점의 TEM 분석...125
제6절 수광소자 특성평가 기술...148
제7절 InAs/ InGaAs/ InP 단층 양자점 연구...163
제8절 SI MBE를 이용한 Ge 양자점의 자발적 성장에 관한연구...187
제9절 Ge/ Si, InAs/ GaAs 양자점군 형성 및 소자 구조 설계 기술개발...190
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