Semiconductor quantum structures for applications in the near infrared and blue regions

Julkaisun otsikon käännös: Puolijohdekvanttirakenteet lähi-infrapunan ja sinisen aallonpituusalueen sovelluksiin

Päivi Mattila

    Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

    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 käännösPuolijohdekvanttirakenteet lähi-infrapunan ja sinisen aallonpituusalueen sovelluksiin
    AlkuperäiskieliEnglanti
    PätevyysTohtorintutkinto
    Myöntävä instituutio
    • Aalto-yliopisto
    Valvoja/neuvonantaja
    • Sopanen, Markku, Vastuuprofessori
    • Kujala, Sami, Ohjaaja
    • Huhtio, Teppo, Ohjaaja
    Kustantaja
    Painoksen ISBN978-952-60-7133-6
    Sähköinen ISBN978-952-60-7132-9
    TilaJulkaistu - 2016
    OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

    Tutkimusalat

    • AlN passivointi
    • fotoluminesenssi
    • kvanttirakenne
    • plasmoni
    • aaltojohde

    Sormenjälki

    Sukella tutkimusaiheisiin 'Puolijohdekvanttirakenteet lähi-infrapunan ja sinisen aallonpituusalueen sovelluksiin'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

    Siteeraa tätä