InP基板上のInAs量子ドット層

InP基板上のInAs量子ドット層

InP基板上のInAs量子ドット(QD)層の典型的な構造は、QD光検出器用に1.55umの波長で利用できます。 量子ドットは半導体ナノ結晶(NC)と呼ばれ、励起子ボーア半径よりも小さい、または近い半径を持つ3次元の拘束されたナノ材料を指します。 また、コロイド量子ドット(CQD)は、オプトエレクトロニクスアプリケーションの分野で明らかな量子閉じ込め効果を持ち、液相処理デバイスのプロセスプラットフォームを提供できます。 量子ドットは、低電力で高性能の光検出器を構築するための基礎であり、高性能電子デバイスの世代を開発するための新しい候補材料です。 以下は エピタキシャル構造 InAs / InP量子ドットの場合:

InAs量子ドット

1.InAs量子ドットを備えたInPエピタキシャルウェーハ

材料 厚さ
i-InP 100nm
InGaAsPまたはInP
InAsの QD
InGaAsPまたはInP
i-InP 200nm
SI-InP基板

1.55μmウィンドウで動作するInAs / InP外部キャビティ量子ドットレーザーは、光ファイバー通信における波長分割多重の重要なコンポーネントです。

2.InAs量子ドットの成長について

これまで、量子ドット材料を作成するためのさまざまな方法が開発されてきました。これは、大きく2つのカテゴリに分類できます。1つは「トップダウン」方式、もう1つは「ボトムアップ」方式です。

「トップダウン」法は通常、従来のエッチング技術を使用して、大規模な材料をナノスケールの量子ドットに変換します。 また、電子ビームリソグラフィー、反応性イオンエッチング、およびウェットケミカルエッチングは、II-VおよびII-VI半導体量子ドットの作成に一般的に使用されます。 電子ビームリソグラフィーは、ナノスケールのパターンを柔軟に彫刻し、ナノ構造を設計および製造することができます。 このようにして、量子ドット、ライン、およびループの正確な分離と周期的な配置を実現できます。 さらに、集束イオンビームを使用して量子ドットアレイを作成することができます。 量子ドットの形状、サイズ、粒子間隔は、イオンビームのビーム径に関係しています。

さまざまな自己組織化技術によれば、「ボトムアップ」法は気相合成法と蒸着法に分けることができます。 蒸着法は、量子ドット合成に広く使用されており、通常、熱蒸着、化学蒸着、レーザーアブレーション、分子線エピタキシー、その他の技術的手段が含まれます。

多くの研究は、整然とした配置と均一なサイズの自己組織化量子ドットを取得することは依然として問題であることを示しています。

3.量子ドット技術の開発状況と応用

レーザー、電子およびフォトニック集積回路、光相互接続および変調技術の進歩により、今日の社会はブロードバンド、高速インターネットおよびモバイルネットワーク接続によってもたらされる利便性を享受することができます。 量子ドットの高さとInP堆積の厚さの間の明らかな関係は、フォトルミネッセンスと透過型電子顕微鏡の実験によって見出されます。 改良されたキャップ成長法は、InAs / InP量子ドット分散フィードバックレーザーで1550nmの波長と狭いスペクトル線幅を得ることができます。 さらに、量子ドットは、1.5umの範囲で発光するデバイスの製造をサポートします。

しかし、エネルギー需要と帯域幅需要の急速な増加に伴い、超小型技術は電子およびフォトニック集積回路をさらに革新する必要があります。 光学では、量子井戸に基づくレーザー技術(Qwell)を凌駕し、大きな進歩を遂げています。 均一に成長したInAs量子ドット膜を用いてウェーハ上に作製されたレーザーダイオードと光増幅器は、将来の省エネ情報通信技術と情報伝送用光ファイバーの主力製品となるでしょう。

詳細については、メールでお問い合わせください。 [email protected][email protected].

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