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二维GaAs 基光子晶体微腔的制作与光谱特性分析

彭银生 叶小玲 徐波 牛洁斌 贾锐 王占国 梁松 杨晓红

二维GaAs 基光子晶体微腔的制作与光谱特性分析

彭银生, 叶小玲, 徐波, 牛洁斌, 贾锐, 王占国, 梁松, 杨晓红
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  • 研究了以InAs量子点为有源区的二维GaAs基光子晶体微腔的设计与制作,测试并分析了室温下微腔的光谱特性.观察到了波长约为1137 nm,谱线半高宽度约为1 nm的尖锐低阶谐振模式发光峰.我们比较了不同刻蚀条件下光子晶体微腔的发光谱线,结果表明空气孔洞截面的垂直度是影响光子晶体微腔发光特性的重要因素之一.通过调节干法刻蚀工艺,改变空气孔半径与晶格常数的比率,可以在较大范围内调节谐振模式发光峰位置,达到谐振模式与量子点发光峰调谐的目的.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2006CB604904, 2006CB604908)和国家自然科学基金(批准号: 60676029, 60990315, 60625402)资助的课题.
    [1]

    Yablonovitch E 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2059

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    Ishida S, Arakawa Y 2006 Opt. Express 14 6308

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    2004 New J. Phys. 6 89

    [4]

    John S 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2486

    [5]

    Sugimoto Y, Tanaka Y, Ikeda N, Nakamura Y, Asakawa K, Inoue K 2004 Opt. Express 12 1090

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    Lin S Y, Chow E, Bur J, Johnson S G, Joannopoulos J D 2002 Opt. Lett. 27 1400

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    Noda S, Chutlnan A, Imada M 2000 Nature 407 608

    [8]

    Painter O, Lee R K, Scherer A, Yariv A, OBrien J D, Dapkus P D, Kim Ⅰ 1999 Science 284 1819

    [9]

    Nomura M, Iwamoto S, Watanabe K, Kumagai N, Nakata Y,

    [10]

    Asano T, Kunishi W, Song B S, Noda S 2006 Appl. Phys. Lett. 88 151102

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    Ji L L, Chen W, Cao Y C, Yang Z Y, Lu P X 2009 Acta Phys. Sin. 58 5462 (in Chinese) [季玲玲、 陈 伟、 曹迎春、 杨振宇、 陆培祥 2009 物理学报 58 5462]

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    Liu H Y, Meng Z M, Dai Q F, Wu L J, Lan S, Liu S H 2009 Acta Phys. Sin. 58 4702 (in Chinese) [刘海英、 蒙自明、 戴峭峰、 吴立军、 兰 胜、 刘颂豪 2009 物理学报 58 4702]

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    Santori C, Fattal D, Vuckovic J, Solomon G S, Yamamoto Y

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    Kiraz A, Atature M, Imamoglu I 2004 Phys. Rev. A 69 032305

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    Baba T 1997 IEEE J. Sel. Top. Quant. 3 808

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    Coldren L A, Corzine S W 1995 Diode Lasers and Photonic Integrated Circuits (New York: Wiley) p88

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    Baba T, Matsuzaki T 1996 Jpn. J. Appl. Phys. 35 1348

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    Zou Y, Osinski J S, Grodzinski P, Dapkus P D, Rideout W, Sharfim W F, Crawford F D 1992 IEEE Photon. Technol. Lett. 4 1315

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    Arakawa Y, Sakaki H 1982 Appl. Phys. Lett. 40 939

    [21]

    Englund D, Fattal D, Waks E, Solomon G S, Zhang B, Nakaoka T, Arakawa Y, Yamamoto Y, Vu kovic ' J 2005 Phys. Rev. Lett. 95 013904

    [22]

    Nomura M, Lwamoto S, Yang T, Lshida S, Arakawa Y 2006 Appl. Phys. Lett. 89 241124

    [23]

    Chalcraft A R A, Lam S, OBrien D, Krauss T F, Sahin M, Szymanski D, Sanvitto D, Oulton R, Skolnick M S, Fox A M, Whittaker D M, Liu H Y, Hopkinson M 2007 Appl. Phys. Lett. 90 241117

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    Asano T, Song B S, Noda S 2006 Opt. Express 14 1996

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    [11] 滕利华, 余华梁, 黄志凌, 文锦辉, 林位株, 赖天树. 本征GaAs中电子自旋极化对电子复合动力学的影响研究. 物理学报, 2008, 57(10): 6593-6597. doi: 10.7498/aps.57.6593
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    [20] 程 成, 张 航. 半导体纳米晶体PbSe量子点光纤放大器. 物理学报, 2006, 55(8): 4139-4144. doi: 10.7498/aps.55.4139
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-09-26
  • 修回日期:  2010-01-26
  • 刊出日期:  2010-05-05

二维GaAs 基光子晶体微腔的制作与光谱特性分析

  • 1. (1)中国科学院半导体研究所,半导体材料重点实验室,北京 100083; (2)中国科学院半导体研究所,半导体材料重点实验室,北京 100083,浙江工业大学信息工程学院,杭州 310023; (3)中国科学院半导体研究所,集成光电子国家重点实验室,北京 100083; (4)中国科学院微电子研究所,北京 100029
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号: 2006CB604904, 2006CB604908)和国家自然科学基金(批准号: 60676029, 60990315, 60625402)资助的课题.

摘要: 研究了以InAs量子点为有源区的二维GaAs基光子晶体微腔的设计与制作,测试并分析了室温下微腔的光谱特性.观察到了波长约为1137 nm,谱线半高宽度约为1 nm的尖锐低阶谐振模式发光峰.我们比较了不同刻蚀条件下光子晶体微腔的发光谱线,结果表明空气孔洞截面的垂直度是影响光子晶体微腔发光特性的重要因素之一.通过调节干法刻蚀工艺,改变空气孔半径与晶格常数的比率,可以在较大范围内调节谐振模式发光峰位置,达到谐振模式与量子点发光峰调谐的目的.

English Abstract

参考文献 (24)

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