InAs based terahertz quantum cascade lasers

Brandstetter, Markus; Kainz, Martin A.; Zederbauer, Tobias; Krall, Michael; Schönhuber, Sebastian; Detz, Hermann; Schrenk, W.; Andrews, A. M.; Strasser, G.; Unterrainer, K.

doi:10.1063/1.4939551

Cited by 44 publications

(31 citation statements)

References 32 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Авторам ра-боты [12] удалось создать терагерцевый квантовый кас-кадный лазер, обладающий требуемыми оптическими характеристиками. Его активным элементом является гетероструктура InAs/AlAs 0.16 Sb 0.84 , выращиваемая с по-мощью МЛЭ, в ходе которой удается получать области толщиной до одного монослоя.…”

Section: спектроскопияunclassified

Сенсор Электрического Поля На Основе Двойной Квантовой Точки В Микрорезонаторе

Цуканов¹,

Чекмачев²

2017

Физика И Техника Полупроводников

View full text Add to dashboard Cite

Приведена схема оптического квантового сенсора внешнего электрического поля на основе двойной квантовой точки, помещенной в высокодобротный полупроводниковый микрорезистор. Разработана модель динамических процессов, происходящих в данной системе, исследованы ее спектральные характеристики, а также проведено изучение шумовой устойчивости сенсора. Показано, что благодаря особенностям дизайна подобное устройство обладает некоторыми преимуществами, такими, как высокая чувствительность, наличие различных каналов для возбуждения и измерения, возможность точного определения пространственного распределения поля. DOI: 10.21883/FTP.2017.09.44890.8485 ВведениеОдиночные полупроводниковые квантовые точки (КТ) обладают уникальными оптическими и фотофизически-ми свойствами. Эти объекты уже были использова-ны при создании прототипов ряда устройств: гене-раторов одиночных фотонов, оптоэлектронных прибо-ров, фотокатализаторов и др. [1]. Возможно получение и упорядоченных массивов двойных квантовых точек (ДКТ) [2]. Интегрирование КТ в высокодобротные оп-тические микрорезонаторы позволяет использовать эти наноструктуры во многих перспективных областях со-временной науки, например в квантовой информатике в роли элементарного носителя информации -куби-та [3][4][5][6]. Технология создания таких структур состоит из нескольких этапов. Вначале на подложке из InAs методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) форми-руется нижняя часть структуры. Затем на ее поверхность наносятся маркеры для образования массива наноот-верстий, в которые помещается GaAs, выступающий в качестве зародышей для роста КТ. Сверху напыляется еще три слоя InAs c вкраплениями GaAs, что позволяет улучшить оптические свойства системы. Решетка вер-тикальных отверстий фотонного кристалла (ФК), фор-мируемых литографически, приводит к дискретизации фотонного спектра в структуре и способствует локализа-ции электромагнитного поля в ее центральной области с несколькими пропущенными отверстиями (дефектами решетки). Таким образом КТ могут оказаться в пуч-ностях собственной моды оптического микрорезонатора (МР). Кроме того, отдельно взятые КТ взаимодействуют с внешним лазерным полем, частота которого (как и частота моды МР) выбирается близкой к частоте электронного перехода в КТ (несколько сотен мэВ).Перейдем к обзору экспериментальных исследований гибридных объектов, включающих в себя КТ, МР и лазер. В работе [7] авторы изучили когерентное взаимо-действие мощного лазерного излучения и поляритонов в системе " КТ + МР". Образец для исследования был по-лучен с помощью метода МЛЭ и состоял из жертвенно-го слоя Al 0.8 Ga 0.2 As толщиной ∼ 900 нм, со следующим за ним слоем GaAs толщиной ∼ 145 нм, содержащим монослой InAs КТ. В результате процесса выращивания структуры плотность КТ составила 60−80 мкм −2 . Затем при помощи электронно-лучевой литографии с после-дующим реактивным ионным травлением и удалением вспомогательного слоя формируется ФК с постоянной решетки a = 246 нм и радиусом отверстий r ∼ 60 нм. Функции МР выполняет линейный дефект решетки ФК в виде трех отверстий. Для у...

show abstract

Section: спектроскопияunclassified

Сенсор Электрического Поля На Основе Двойной Квантовой Точки В Микрорезонаторе

Цуканов¹,

Чекмачев²

2017

Физика И Техника Полупроводников

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Lasing emission at 3.8 THz was observed by applying a magnetic field at liquid helium temperature. This is the first report of laser performance in the THz regime for InAs-based structures [16].…”

Section: Low Temperature Growth Of Inas Based Inter-subband Devicesmentioning

confidence: 99%

“…16 Sb 0.84 . By choosing an appropriate composition, it would be possible to grow InAs based THz QCLs with a low conduction band offset and therefore easy to control barrier thicknesses.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Enhanced Crystal Quality of AlxIn1-xAsySb1-y for Terahertz Quantum Cascade Lasers

et al. 2016

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Abstract:This work provides a detailed study on the growth of Al x In 1-x As y Sb 1-y lattice-matched to InAs by Molecular Beam Epitaxy. In order to find the conditions which lead to high crystal quality deep within the miscibility gap, Al x In 1-x As y Sb 1-y with x = 0.462 was grown at different growth temperatures as well as As 2 and Sb 2 beam equivalent pressures. The crystal quality of the grown layers was examined by high-resolution X-ray diffraction and atomic force microscopy. It was found that the incorporation of Sb into Al 0.462 In 0.538 As y Sb 1-y is strongly temperature-dependent and reduced growth temperatures are necessary in order to achieve significant Sb mole fractions in the grown layers. At 480 • C lattice matching to InAs could not be achieved. At 410 • C lattice matching was possible and high quality films of Al 0.462 In 0.538 As y Sb 1-y were obtained.

show abstract

“…Alternative candidates with lower effective electron mass include InGaAs/InAl(Ga)As, 8,9 InGaAs/GaAsSb, 10 and InAs/AlAsSb 11 with compositions lattice matched to InP or InAs, respectively. The latter is very promising due to the lowest effective mass; however only lasing in magnetic fields has been achieved so far.…”

mentioning

confidence: 99%

High-Power Growth-Robust InGaAs/InAlAs Terahertz Quantum Cascade Lasers

et al. 2017

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

We report on high-power terahertz quantum cascade lasers based on low effective electron mass InGaAs/InAlAs semiconductor heterostructures with excellent reproducibility. Growth-related asymmetries in the form of interface roughness and dopant migration play a crucial role in this material system. These bias polarity dependent phenomena are studied using a nominally symmetric active region resulting in a preferential electron transport in the growth direction. A structure based on a three-well optical phonon depletion scheme was optimized for this bias direction. Depending on the sheet doping density, the performance of this structure shows a trade-off between high maximum operating temperature and high output power. While the highest operating temperature of 155 K is observed for a moderate sheet doping density of 2 × 1010 cm–2, the highest peak output power of 151 mW is found for 7.3 × 1010 cm–2. Furthermore, by abutting a hyperhemispherical GaAs lens to a device with the highest doping level a record output power of 587 mW is achieved for double-metal waveguide structures.

show abstract

InAs based terahertz quantum cascade lasers

Cited by 44 publications

References 32 publications

Сенсор Электрического Поля На Основе Двойной Квантовой Точки В Микрорезонаторе

Сенсор Электрического Поля На Основе Двойной Квантовой Точки В Микрорезонаторе

Enhanced Crystal Quality of AlxIn1-xAsySb1-y for Terahertz Quantum Cascade Lasers

High-Power Growth-Robust InGaAs/InAlAs Terahertz Quantum Cascade Lasers

Contact Info

Product

Resources

About