Abstrakti
Tässä väitöskirjassa tutkitaan puolijohdekvanttirakenteiden ominaisuuksien parantamista lähi-infrapunan ja sinisen aallonpituusalueilla. Tässä työssä esitetyt menetelmät käsittävät AlN passivoinnin ja GaAs-pohjaiset kvanttipisterakenteet lähi-infrapuna-alueella. Sinisellä alueella yksiulotteisia metallihiloja on valmistettu GaN-rakenteiden päälle. Kaikilla näillä on potentiaalisia sovelluksia optoelektronisissa komponenteissa kuten nanolankapohjaisissa detektoreissa, metalli-eriste-puolijohde-rakenteissa ja valodiodeissa.
GaAs-rakenteet on valmistettu organometallisella kaasufaasimenetelmällä, ja AlN-kerrokset on tehty erikseen GaAs-rakenteen päälle (engl. ex situ) atomikerroskasvatusmenetelmällä. Passivoinnin toimivuus todennetaan fotoluminesenssi-, fotoreflektanssi- ja kapasitanssi-jännitemittauksin sekä aikariippuvilla fotoluminesenssimittauksilla. AlN-passivointia verrataan pelkällä plasmalla tehtyyn passivointiin, ja tulokset osoittavat, että plasmalla on myös merkitystä AlN-passivoinnissa. AlN-passivoinnin toimivuutta ei kuitenkaan voi kokonaan selittää plasmalla, ja vedyllä esitetään olevan vaikutusta passivoinnin toimivuuteen.
Kun AlN-kerroksen paksuutta kasvatetaan, jännityskvanttipisteet voidaan peittää ilman, että integroitu fotoluminesenssi-intensiteetti pienenee. Lisäksi kvanttipistetilojen ja kvanttikaivon välinen energiaero (engl. energy redshift) ei muutu. Näin ollen AlN-kerrosta voidaan käyttää jännityskvanttipisterakenteiden pinnoittamiseen.
GaAsN-saarekkeet on valmistettu lämpökäsittelemällä venyttävässä jännityksessä olevia GaAsN-kerroksia. Kerroksessa oleva typpi pienentää GaAs:n energia-aukkoa. Näin ollen fotoluminesenssi-intensiteetin maksimi siirtyy kohti pidempiä optisen tietoliikenteen aallonpituuksia.
Sinisellä aallonpituusalueella InGaN/GaN-rakenteita karakterisoidaan fotoluminesenssi- ja reflektometrimittauksin sekä kulmariippuvilla fotoluminesenssimittauksilla. Kun polyvinyylialkoholikerros valmistetaan hilan päälle, rakenteiden emissio paranee sekä TM- että TE-polarisaatiossa. Tällöin fotoluminesessi-intensiteetti kasvaa jopa 2,8-kertaiseksi.
Julkaisun otsikon käännös | Puolijohdekvanttirakenteet lähi-infrapunan ja sinisen aallonpituusalueen sovelluksiin |
---|---|
Alkuperäiskieli | Englanti |
Pätevyys | Tohtorintutkinto |
Myöntävä instituutio |
|
Valvoja/neuvonantaja |
|
Kustantaja | |
Painoksen ISBN | 978-952-60-7133-6 |
Sähköinen ISBN | 978-952-60-7132-9 |
Tila | Julkaistu - 2016 |
OKM-julkaisutyyppi | G5 Artikkeliväitöskirja |
Tutkimusalat
- AlN passivointi
- fotoluminesenssi
- kvanttirakenne
- plasmoni
- aaltojohde