Capas de puntos cuánticos de InAs en sustrato InP

Capas de puntos cuánticos de InAs en sustrato InP

La estructura típica de las capas de puntos cuánticos (QD) de InAs en el sustrato de InP está disponible con una longitud de onda de 1,55um para el fotodetector QD. El punto cuántico se denomina nanocristales semiconductores (NC), que se refieren a nanomateriales restringidos tridimensionales con un radio más pequeño o cercano al radio de Bohr del excitón. Y los puntos cuánticos coloidales (CQD) tienen efectos obvios de confinamiento cuántico en el campo de las aplicaciones optoelectrónicas y pueden proporcionar una plataforma de proceso para dispositivos de procesamiento en fase líquida. Quantum dot es la base para la construcción de fotodetectores de bajo consumo y alto rendimiento y es un nuevo material candidato para desarrollar una generación de dispositivos electrónicos de alto rendimiento. Lo siguiente es el estructura epitaxial con punto cuántico InAs / InP:

InAs punto cuántico

1. Oblea epitaxial InP con punto cuántico InAs

Materiales Espesor
i-InP 100 nm
InGaAsP o InP
InAs QD
InGaAsP o InP
i-InP 200 nm
Sustrato SI-InP

El láser de punto cuántico de cavidad externa InAs / InP que trabaja en una ventana de 1,55 μm es un componente importante de la multiplexación por división de longitud de onda en las comunicaciones por fibra óptica.

2. Acerca del crecimiento de puntos cuánticos de InAs

Hasta ahora, se han desarrollado una variedad de métodos para preparar materiales de QD, que pueden dividirse aproximadamente en dos categorías: uno es el método "de arriba hacia abajo" y el otro es el método "de abajo hacia arriba".

El método "de arriba hacia abajo" generalmente utiliza técnicas de grabado tradicionales para transformar materiales a gran escala en QD a nanoescala. Y la litografía por haz de electrones, el grabado de iones reactivos y el grabado químico húmedo se utilizan comúnmente para preparar QD de semiconductores II-V y II-VI. La litografía por haz de electrones puede grabar de forma flexible patrones a nanoescala, diseñar y fabricar nanoestructuras. De esta manera, se puede lograr la separación precisa y la disposición periódica de QD, líneas y bucles. Además, los haces de iones enfocados se pueden utilizar para hacer una matriz de puntos cuánticos. La forma, el tamaño y el espaciado de partículas de los puntos cuánticos están relacionados con el diámetro del haz de iones.

Según las diferentes tecnologías de autoensamblaje, el método "de abajo hacia arriba" se puede dividir en método de síntesis en fase gaseosa y deposición de vapor. El método de deposición de vapor se usa ampliamente para la síntesis de puntos cuánticos, que generalmente incluye evaporación térmica, deposición de vapor químico, ablación con láser, epitaxia de haz molecular y otros medios técnicos.

Muchos estudios han demostrado que sigue siendo un problema obtener puntos cuánticos autoensamblados con una disposición ordenada y tamaño uniforme.

3. Estado de desarrollo y aplicación de la tecnología Quantum Dot

Con el progreso de los circuitos integrados láser, electrónicos y fotónicos, la interconexión óptica y la tecnología de modulación, la sociedad actual puede disfrutar de la comodidad que brindan la banda ancha, Internet de alta velocidad y la conexión de red móvil. Una relación obvia entre la altura del punto cuántico y el grosor de la deposición de InP se encuentra mediante los experimentos de fotoluminiscencia y microscopía electrónica de transmisión. Un método mejorado de crecimiento del casquete puede obtener una longitud de onda de 1550 nm y un ancho de línea espectral estrecho en láseres de retroalimentación distribuida de puntos cuánticos InAs / InP. Además, el punto cuántico admite la fabricación de dispositivos con emisión en un rango de 1.5um.

Sin embargo, con el rápido aumento de la demanda de energía y la demanda de ancho de banda, la tecnología ultracompacta necesita innovar aún más en los circuitos integrados electrónicos y fotónicos. En óptica, la técnica láser basada en QDs supera a la tecnología basada en pozo cuántico (Qwell), logrando grandes avances. El diodo láser y el amplificador óptico fabricados en obleas con película de punto cuántico InAs de crecimiento uniforme se convertirán en el producto principal para la tecnología de comunicación de información de ahorro de energía y fibra óptica para la transmisión de información en el futuro.

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