SiGe nanostructures with self-assembled islands for Si-based optoelectronics

Abstract

The effect of structure parameters on the electroluminescence and photoconductivity of multilayer structures with self-assembled Ge(Si)/Si(0 0 1) islands has been studied. The highest intensity of the room-temperature electroluminescence in the wavelength range of 1.3-1.55 μm has been observed for the islands grown at 600 • C. The same diode structures with Ge(Si)/Si(0 0 1) islands have demonstrated room-temperature photoconductivity signals in the wavelength range of 1.3-1.55 μm. The observed overlap of the electroluminescence and photoconductivity spectra obtained for the same structures with Ge(Si) islands makes these structures a promising material for the fabrication of a Si-based optocoupler. Less degradation after neutron irradiation has been observed for the electroluminescence and photoconductivity signals from multilayer structures with Ge(Si) self-assembled islands in comparison with bulk silicon structures. This result is associated with more effective confinement of charge carriers in the multilayer structures with Ge(Si) islands.

Structural and optical properties of magnetron sputtered and pulsed beam annealed Ge/Si layers

“…Such interest is due to the possibility to create LEDs and lasers by means of highly developed planar CMOS technology and their integration with micro-and optoelectronic devices and fiber optic lines. Since the wavelength range of 1.5-1.6 μm is of the special interest for optoelectronics (transparency region for Si and SiO 2 ), currently there are four basic directions in creation of Si-based thin film structures emitting light in this spectral range: (1) doping of Si by rare earth Er ions [1], (2) synthesis of direct bandgap silicides such as β-FeSi 2 [2][3][4], (3) defect engineering including introduction of point (W-and G-centers) and extended (dislocationinduced D1-D4 lines) defects [5][6][7][8] and (4) growth of SiGe alloys, Ge quantum dots in Si and continuous Ge films on Si [9][10][11][12][13][14]. The most significant progress in the creation of effective light emitting structures has been reached for Ge/Si layers within the last method mentioned above where laser generation under optical and electrical pumping was obtained at room temperature [13].…”

Упорядоченные массивы квантовых точек Ge(Si), встроенные в двумерные фотонные кристаллы

“…В последнее время наблюдается заметный прогресс на пути создания источников излучения на базе материалов IV группы, совместимых с существующей кремниевой интегральной технологией [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10]. Эти источники являются одним из ключевых элементов быстродействующих схем оптической передачи данных, которые разрабатываются для современных процессоров и компьютеров нового поколения.…”

Поглощение излучения дальнего инфракрасного диапазона квантовыми точками Ge/Si

“…В ряде ра-бот [1] показано, что КТ Ge/Si обладают как привлека-тельными люминесцентными свойствами, так и фотопро-водимостью в области энергий кванта излучения, мень-шей ширины запрещенной зоны кремния. Это открывает широкие возможности по использованию таких струк-тур в качестве материалов активной элементной базы для оптических межсоединений в микроэлектронике [2]. В недавней работе [3] сообщается о наблюдении при комнатной температуре стимулированного излучения вблизи 1.3 мкм из частично аморфных германиевых КТ в кремниевой матрице внутри микродискового резонатора при оптической накачке.…”