초록 ▼

1) 장적외선 양자계단 레이저 구조 설계 및 기본 에피 성장, 플라즈몬 도파로 구조 제작 연구(2008)
- 자유공간 통신 응용을 위한 양자계단 레이저의 파장: $\lambda$= 10-12 ${{\mu}m}$, InGaAs/InAlAs와 AlGaAs/GaAs 초격자 구조의 비교 분석, 시뮬레이션 결과 양자 계단레이저 구조 최적화를 위한 self-consistent design 알고리즘 및 프로그램 개발 및 기본 구조 최적화
- Self-consistent design 방법에 의

1) 장적외선 양자계단 레이저 구조 설계 및 기본 에피 성장, 플라즈몬 도파로 구조 제작 연구(2008)
- 자유공간 통신 응용을 위한 양자계단 레이저의 파장: $\lambda$= 10-12 ${{\mu}m}$, InGaAs/InAlAs와 AlGaAs/GaAs 초격자 구조의 비교 분석, 시뮬레이션 결과 양자 계단레이저 구조 최적화를 위한 self-consistent design 알고리즘 및 프로그램 개발 및 기본 구조 최적화
- Self-consistent design 방법에 의한 $\lambda$∼ 10.5-12 ${{\mu}m}$영역에서 동작하는 $In_{0.53}Ga_{0.47}As/In_{0.52}Al_{0.48}As$ 양자계단 레이저 구조의 고효율을 위한 objective function의 극대화를 통한 소자 구조 최적화, $\lambda$∼ 10.5 ${{\mu}m}$ 양자계단 레이저의 소자 구조에 따른 열확산 극대화를 위한 구조 도출, 설계된 양자계단 구조 기본 에피 구조 설계
- Waveguide 손실을 줄이기 위해 double channel의 넓은 waveguide 사용 및 표면 플라즈몬 현상 분석 및 metallic 도파로 구조 사용 고려, 기 제작된 $\lambda$∼ 9 ${{\mu}m}$에서 동작하는 BH waveguide 손실 분석, 플라즈몬 도파로 구조 설계 및 제작연구
2) 최적화된 장적외선 양자계단 레이저 제작 공정 및 측정 셋업 구축 연구 (2009)
- QCL 주입층/활성층 설계 알고리즘 및 최적화, InGaAs/InAlAs 기본 성장 및 doping test, AlGaAs/GaAs 기본 에피 성장 및 XRD 측정, AlGaAs/GaAs superlattices 성장, 이중채널 소자 mask 제작- $\lambda$~ 9.6 ${{\mu}m}$ 영역에 최적화된 도파로 분석 및 설계, 양자계단 레이저 구조를 위한 mesa 식각, TLM 패턴을 이용한 ohmic contact 조건 확보
- L-I-V 측정 시스템 제작 및 스펙트럼 측정 셋업 구축 및 수정, 저온측정 cryostat 설계
3) 최적화된 장적외선 양자계단 레이저 제작 및 특성 측정 연구 (2010)
- 총 19단계로 구성된 식각, passivation 및 metallic 도파로 공정을 최적화하여, 이를통해 ridge 구조의 QCL을 제작하였으며, electroplating Au 증착 및 lapping/polishing을 통해 소자 단위 제작
- Coppoer mount에 인듐으로 칩본딩의 최적화 조건은ㄹ 확보하여 제작하였으며, Au wire bonidng을 통해 패키지를 최적화 하였음. 또한 HR coating을 위해 이론적으로 계산하여, $Au/Ti/Y_2O_3$ 다층구조를 제작
- 동작파장이 $\lambda$ ~ 7.3와 10.5 ${{\mu}m}$으로 설계되어 제작 된 InGaAs/InAlAs QCL의 성능을 분석하기 위해 L-I-V와 스펙트럼을 측정하였으며, 또한 온도 특성 및 빔 특성을 측정

Abstract ▼

To achieve final goals, detailed plans and contents of our research is follows as:
1) Design of long-infrared quantum cascade laser structures, basic epitaxial growth, and fabrication of surface-plasmon waveguide structure (2008 year)
- Determination of operation wavelength for FSO communicat

To achieve final goals, detailed plans and contents of our research is follows as:
1) Design of long-infrared quantum cascade laser structures, basic epitaxial growth, and fabrication of surface-plasmon waveguide structure (2008 year)
- Determination of operation wavelength for FSO communication, and optimization of superlattice structures
- Design and basic epitaxial growth of quantum cascade lasers
- Fabrication of surface-plasmon waveguide in long-infrared wavelength
2) Optimization of fabrication process of long-infrared quantum cascade lasers and set-up of device measurement system (2009 year)
- Design and fabrication of photo-mask and basic unit fabrication processes
- Basic fabrication processes and technologies
- Set-up of measurement system for long-infrared quantum cascade lasers
3) Fabrication of long-infrared quantum cascade lasers and device characterization(2010 year)
- Optimization of unit fabrication processes
- Device fabrication, HR coatings, and optimization of device package
- Optimization of measurement system and basic characterization of quantum cascade lasers

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종보고서(최종본) ... 1
• 목차 ... 3
• 연구 계획 요약문 ... 4
• 연구 결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 15
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 47
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 49
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 49
• 7. 주관연구책임자(공동연구원) 대표적 연구 실적 ... 49
• 8. 참고 문헌 ... 50
• 9. 연구 성과 ... 50
• 10. 기타사항(중요 연구 변경사항 등) ... 56