GaAs 기판 위에 성장한 In0.5Ga0.5As/In0.5Al0.5As 다중양자우물의 광학적 특성에 대한 In0.5Al0.5As 버퍼층 성장온도의 영향

Abstract

In0.5Al0.5As 버퍼층(buffer layer)의 성장온도 변화에 따른 In0.5Ga0.5As/In0.5Al0.5As 다중양자우물(multiple quantum wells: MQWs)의 광학적 특성을 photoluminescence (PL)와 time-resolved PL (TRPL) 측정을 이용하여 분석하였다. In0.5Al0.5As 버퍼층은 320˚C에서 580˚C까지 다양한 온도조건에서 1 μm 성장하였으며, 그 위에 6 nm, 4 nm, 그리고 2.5 nm 두께의 In0.5Ga0.5As 양자우물(quantum well)과 10 nm 두께의 In0.5Al0.5As 장벽(barrier)의 MQWs을 성장하였다. 낮은 온도(320- 480˚C)에서 성장한 InAlAs 버퍼층의 MQWs는 4 nm QW과 6 nm QW로부터 모두 PL 피크가 측정되었으나, 높은 온도(320- 580˚C)의 버퍼층 위에 성장한 MQWs는 6 nm QW에서의 PL 피크만 관찰되었다. 일정한 온도 480˚C에서 성장한 버퍼층의 MQWs의 PL 세기가 가장 강하게 측정되었으며, 가장 높은 온도에서(530-580˚C)에서 성장한 버퍼층의 MQWs의 PL 세기가 가장 약하게 나타났다. 이러한 PL 결과로부터 In0.5Al0.5As 버퍼층의 최적의 성장조건은 일정한 온도 480˚C임을 확인하였다. 방출파장에 따른 PL 소멸시간(decay time)과 PL 스펙트럼으로부터 4 nm QW과 6 nm QW에서의 운반자 수명시간을 얻었다.