Квантовые точки как активная среда оптоэлектронных приборов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, доктор физико-математических наук Максимов, Михаил Викторович

• Максимов, Михаил Викторович
• доктор физико-математических наук
• 2009

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Максимов, Михаил Викторович

Оглавление.

Введение.

Глава 1. Методы управления энергетическим спектром носителей заряда в квантовых точках.

1.1. Влияние заращивающих слоев AlAs и InAlAs: оптические и структурные свойства.

1.2. Неравновесный характер распределения носителей в квантовых точках InAs при комнатной температуре.

1.3. Исследование возможности длинноволнового сдвига максимума фотолюминесценции квантовых точек InAs/InAlAs.

1.3.1.Влияние состава заращивающего слоя InAlAs на длину волны излучения квантовых точек InAs/InAlAs.

1.3.2. Влияние количества осажденного InAs на длину волны излучения квантовых точек InAs/InAlAs.

1.4. Влияние модулированного легирования на оптические свойства квантовых точек InAs/GaAs.

Глава 2. Особенности безызлучательной рекомбинации и латерального транспорта носителей в структурах с квантовыми точками.

2.1. Влияние центров безызлучательной рекомбинации на эффективность фотолюминесценции структур с квантовыми точками.

2.1.1. Метод уменьшения плотности дефектов в процессе роста.

2.1.2. Теоретическое моделирование фотолюминесценции структур с квантовыми точками.

2.2. Экспериментальные и теоретические исследования латерального транспорта носителей в мезах малого размера (0.2-КЗ мкм) с квантовыми точками.

2.2.1. Моделирование фотолюминесценциимез с квантовыми точками.

2.2.2. Экспериментальные исследования ФЛ из мез малого размера с КТ и анализ полученных результатов.

Глава 3. Пороговые, температурные и спектральные характеристики псевдоморфных лазеров на основе квантовых точек InAs/InGaAs выращенных на подложках GaAs.

3.1. Зависимости основных характеристик лазеров на КТ от длины резонатора.

3.2 Теоретическое моделирование усиления и пороговых характеристик лазеров на квантовых точках.

3.3. Низкопороговые лазеры на квантовых точках.

3.4. Температурные характеристики лазеров на квантовых точках, излучающих в диапазоне длин волн 1.25-1.29 мкм.

3.5 Особенности влияния р-легирования активной области на температурную стабильность пороговой плотности тока лазеров на InAs/GaAs квантовых точках.

3.6 Инжекционные лазеры на квантовых точках с высоким оптическим усилением и длиной волны излучения более 1300 нм.

Глава.4. Оптические свойства микродисков и поверхностно-излучающих лазеров на основе вертикального микрорезонатора с активной областью на основе InAs/InGaAs квантовых точек.

4.1. Аналитическая модель полупроводникового микродиска.

4.2. Лазерная генерация в микродисках с квантовыми точками в качестве активной области.

4.2.1 Микродисковые лазеры на основе субмонослойных квантовых точек InGaAs.

4.2.2 Микродисковые лазеры на основе квантовых точек InAs/InGaAs. 179 4.3. Поверхностно-излучающие лазеры на основе вертикального микрорезонатора с ^ активной областью на основе квантовых точек InAs/InGaAs.

Глава 5. Метаморфные квантовые точки — получение излучения в диапазоне 1.55 мкм в структурах на подложках GaAs.

5.1. Метод уменьшения плотности дефектов.

5.2. Влияние количества осажденного InAs: оптические и структурные свойства.

5.3. Влияние состава матрицы и заращивающего слоя: оптические и структурные свойства.

5.4. Энергетическая диаграмма носителей заряда в квантовых точках InAs, сформированных в метаморфной матрице.

5.5. Инжекционные лазеры с широким полосковым контактом на основе метаморфных структур.

5.6 Инжекционные лазеры с узким полосковым контактом на основе метаморфных структур.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Квантовые точки как активная среда оптоэлектронных приборов»

Актуальность темы. Гетероструктуры с пространственным, ограничением носителей заряда во всех трех направлениях (квантовые точки) реализуют предельный случай размерного квантования в полупроводниках, когда модификация электронных свойств материала наиболее выражена. Электронный, спектр идеальной квантовой точки (КТ) представляет собой набор дискретных уровней, разделенных областями запрещенных состояний, и соответствует электронному спектру одиночного атома, хотя реальная квантовая точка может при этом состоять из сотен тысяч атомов [1]. Интерес к лазерам на КТ в значительной мере был мотивирован- ранними теоретическими работами, в которых был предсказан ряд их преимуществ по сравнению с лазерами на основе квантовых проволок, квантовых ям- и объемных материалов: более низкая пороговая' плотность тока, ее более высокая температурная стабильность, более высокое усиление [2], [3]. Однако впоследствии детальный теоретический анализ, показал, что преимущества лазеров на КТ могут быть реализованы только при тщательной оптимизации как характеристик ансамбля самих точек (плотность, разброс по размеру, глубина локализации основного состояния и т.д.), так и конструкции лазера (толщина волновода, профили легирования и т.д.) [4], [5], [6]. В связи с этим, разработка методов-управления характеристиками массива КТ, достижение глубокого понимания физических свойств оптоэлектронных приборов на КТ и оптимизация их параметров является чрезвычайно важной- и актуальной задачей.

В процессе самоорганизации рост точек большого размера может сопровождаться формированием дислокаций, которые будут служить центрами безызлучательной рекомбинации, что приводит к существенному ухудшению параметров лазеров1 на квантовых точках. Таким образом, разработка методов уменьшения плотности дислокаций в процессе роста и систематическое изучение влияния^ центров безызлучательной рекомбинации на оптические свойства структур с квантовыми точками представляется чрезвычайно важными для реализации улучшенных по сравнению с приборами на квантовых ямах характеристик, предсказанных теорией:

Квантовые точки InAs/GaAs на подложках GaAs излучающие в оптическом диапазоне около 1.3 мкм [7], представляют особый фундаментальный и практический интерес. G одной) стороны, локализация носителей в таких точках достаточно велика и таким образом, уникальные свойства, связанные' с дельтаобразной плотностью состояний' могут проявляться вплоть до комнатной температуры. G точки зрения, приборных применений сильная локализация носителей в КТ InAs/GaAs позволит улучшить температурную стабильность длинноволновых лазеров- [8], [9]; а в идеале полностью- отказаться* от систем- термостабилизации. В структурах, выращенных на подложках GaAs, в отличие от структур; на подложках InP [10], разница показателей преломления между материалами достаточно велика и может быть еще более увеличена за счет использования слоев (AlGax)Oy. Это открывает широкие возможности для конструирования различных приборов с использование микрорезонаторов- и Брэгговских зеркал, в том числе микродисков и поверхностно-излучающих лазеров.

Квантовые точки являются идеальной активной средой для создания нового поколения нанофотонных приборов. Вследствие трехмерной локализации носителей в квантовых точках транспорт неравновесных носителей структурах на их основе сильно подавлен. Это позволяет резко уменьшить безызлучательную рекомбинацию на открытых поверхностях даже при комнатной температуре. Таким образом, квантовые точки могут использоваться в качестве активной области нанофотонных приборов, у которых травление осуществляется через активную область. Дельтообразная

-f плотность состояний в квантовых точках [11], [12] позволяет реализовать в полупроводниковых устройствах эффекты квантовой электродинамики, характерные для атомной физики, сохраняя при этом возможность «■ токовой инжекции и простой интеграции с другими оптоэлектронными приборами. Разработка таких принципиально новых приборов как беспороговые лазеры, источники одиночных фотонов, источники переплетенных фотонов, квантовые компьютеры в значительной степени будет опираться^ на использование квантовых точек с заданной зонной диаграммой. Таким образом, разработка методов конструирования энергетических уровней* в КТ является важной и актуальной научной задачей.

Лазеры на квантовых точках открывают более широкие возможности управления длиной- волны в заданной системе материалов (на данной подложке). Так, например, максимальная длина волны в лазерах на квантовых ямах InGaAs, выращенных на подложках GaAs, составляет около 1.15 мкм, в то время* как в лазерах на квантовых точках она может быть увеличена до 1.35 мкм. Дальнейшее увеличение длины излучения в структурах на подложках GaAs возможно в рамках предложенной в данной диссертационной работе метаморфной концепции роста. Использование оригинальных технологических приемов выращивания буферного слоя InGaAs позволяет перейти от постоянной решетки GaAs к постоянной решетки InGaAs таким образом, что большинство дислокаций не будет распространяться в направлении роста, а будет содержаться, внутри переходного слоя. Таким образом, верхняя часть структуры выращивается на свободном от дислокаций слое InGa(Al)As с содержанием индия до 30%, который играет роль новой подложки. Концепция метаморфного роста позволяет исследовать физику формирования» КТ на слоях с различной постоянной кристаллической решетки, а также открывает дополнительные возможности для управления параметрами массива КТ и структурой их энергетических уровней. Данный подход перспективен для создания оптоэлектронных приборов диапазона длин волн 1.55 мкм с улучшенными по сравнению с существующими аналогами параметрами. Разработанные методы уменьшения плотности дислокаций перспективны для выращивания структур на подложках с большим рассогласованием кристаллической решетки, в частности структур в системе материалов InGaAlAs на подложках Si.

К началу диссертационной работы была продемонстрирована дельтообразная плотность состояний в квантовых точках- [11], [12], изучены механизмы релаксации- носителей [13], разработаны некоторые1 методы управления формой и размером КТ [14], [15], а также продемонстрированы лазеры-на основе КТ InAs/InGaAs диапазона 1.24-^1.28 мкм на подложках GaAs [16], [17]. В то же время в области физики и технологии КТ оставался ряд существенных пробелов. Так, существовавшие технологические методы не позволяли эффективно управлять формой и положением энергетических уровней в КТ и достигать высокой энергии локализации носителей, не были исследованы, особенности безызлучетельной рекомбинации' и латерального транспорта носителей в КТ, основные параметры лазеров на КТ диапазона 1.3 мкм оставались хуже, чем аналогичные характеристики лазеров данного диапазона на подложках InP [18], [19]. Не были реализованы нанофтонные приборы на основе микрорезонаторов сверхмалого размера и не была изучена возможность, формирование структур с КТ на подложках с большим рассогласованием параметра решетки. Настоящая диссертация восполняет эти пробелы и открывает ряд принципиально новых областей использования КТ.

Основной целью работы является^ разработка технологии формирования квантовых точек в системе материалов (In,Ga)As-(Al,Ga)As излучающих в длинноволновом оптическом диапазоне (1.3-4.55 мкм) и методов управления их энергетическим спектром, детальные оптические исследования структур с квантовыми точками с целью их использования в качестве активной области! различных оптоэлектронных приборов нового поколения, а также изучение физических, о снов лазеров, на квантовых точек.

Объекты и методы исследования. Объектом исследования» были полупроводниковые гетероструктуры с КТ в системе материалов InGaAlAs/AlGaAs на подложках GaAs, а- также торцевые и микродисковые лазеры. Структуры^ выращивались методом молекулярно-пучковой эпитаксии. Структурные свойства КТ исследовались- методом просвечивающей электронной спектроскопии, в том числе высокого разрешения. Оптические исследования проводились методом* спектроскопии фотолюминесценции, возбуждения фотолюминесценции- и микрофотолюминесценции в широком диапазоне температур и плотностей- фотовозбуждения. Для изготовления лазеров на квантовых точках использовалась оптическая литография, сухое травление, а также в, случае микродисковых лазеров селективное окисление. Инжекционные лазеры исследовались методом электролюминесценции в широкомдиапазоне температур.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Впервые разработан научно-технологический подход для уменьшения плотности дислокаций' в структурах с КТ в процессе их эпитаксиального синтеза.

2. Впервые проведено систематическое экспериментальное и теоретическое исследование особенностей безызлучательной рекомбинации и определены типичные времена безызлучательной рекомбинации в структурах с КТ, а также предложен способ оценки кристаллического совершенства образца оптическими методами.

3. Впервые экспериментально и теоретически исследован латеральный транспорт носителей в структурах с КТ.

4. Впервые проведено систематическое исследование влияния степени легирования активной области лазеров с КТ акцепторной примесью на их температурную стабильность.

5. Впервые обнаружен и объяснен N-образный характер температурной зависимости пороговой плотности тока в лазерах на КТ.

6. Впервые разработан способ получения метаморфных слоев InxGaixAs с содержанием индия до 30%, обладающих высоким структурным и оптическим совершенством на подложках GaAs, а также изучены особенности формирования КТ InAs на таких слоях и их оптические свойства.

7. Впервые на подложках GaAs получены и исследованы метаморфные лазеры с активной областью* на основе InAs КТ, излучающие в оптическом диапазоне около 1.5 мкм.

8. Впервые показано, что покрытие КТ InAs слоями AlAs/InAlAs позволяет управлять их формой, размером и структурой энергетических уровней и достигать степени локализации электронов и дырок, необходимой для реализации неравновесного распределения носителей при комнатной температуре.

9. Впервые продемонстрированы и исследованы поверхностно-излучающие лазеры на основе вертикального микрорезонатора диапазона 1.3 мкм с активной областью на основе InAs/InGaAs квантовых точек, выращенные на подложке GaAs.

Практическая значимость работы.

1. Разработанные технологические подходы для выращивания КТ, излучающих в оптическом диапазоне около 1.3 мкм на подложках GaAs, а также методы оптимизации конструкции лазеров позволяют создавать приборы с улучшенными характеристиками, по сравнению с традиционно используемыми для данного оптического диапазона приборами на*основе соединений GalnAsP на подложках InP. В'частности методы уменьшения- плотности дефектов при формировании^ КТ InAs позволяют снизить пороговую плотность тока лазеров, а легирование акцепторной примесью позволяет повысить их температурную стабильность.

2. Предложенная концепция метаморфного роста с использование оригинальных технологических приемов уменьшения плотности дислокаций в буферном слое перспективна для создания торцевых и монолитных поверхностно-излучающих лазеров диапазона 1.5мкм на подложках GaAs. Продемонстрирована высокая выходная мощность и деградационная стойкость прототипов таких лазеров. Разработанные технологические подходы перспективны' для создания оптоэлектронных приборов в системе материалов InGaAlAs на подложках Si.

3. Результаты исследований оптических свойств мез субмикронного размера с КТ и латерального транспорта в таких структурах важны для разработки будущего1 поколения приборов на основе микрорезонаторов и фотонных кристаллов, в которых травление осуществляется через-активную область. Микродисковые лазеры и поверхностно-излучающие лазеры сверхмалого размера перспективны для создания беспороговых лазеров, а также источников одиночных и переплетенных фотонов.

В результате диссертационной работы сформировалось новое научное направление в физике полупроводников — управление структурными свойствами и электронным спектром квантовых точек, а также создание и исследование нанофотонных приборов на их основе.

Научные положения выносимые на защиту

ПОЛОЖЕНИЕ 1. Варьирование постоянной решетки материала, на котором осаждаются квантовые точки, а также химического состава' и ширины запрещенной зоны, покрывающих тонких слоев позволяет в широких пределах управлять плотностью, формой, размером, а также энергетическим спектром квантовых точек.

ПОЛОЖЕНИЕ 2. Неоднородные поля упругих напряжений в кристаллических структурах, содержащих дислокации, позволяют осуществлять селективное заращивание бездислокационных участков поверхности при осаждении материала с соответствующим параметром решётки. Последующее испарение непокрытых областей дает возможность существенно уменьшать плотность дислокаций в структурах с квантовыми точками, выращивать толстые слои с высоким кристаллическим и оптическим качеством на подложках с большим рассогласованием параметра решетки, существенно уменьшать пороговую плотность тока лазеров, реализовывать длину волны излучения вплоть до 1.55 мкм в структурах, выращенных на подложках GaAs.

ПОЛОЖЕНИЕ 3. Латеральный транспорт носителей в структурах с квантовыми точками подавляется при увеличении энергий локализации электронов и дырок относительно состояний смачивающего слоя и матрицы, что приводит к низкой скорости поверхностной рекомбинации в меза-структурах вплоть до комнатной температуры и позволяет использовать квантовые точки в качестве активной области нанофотонных приборов сверхмалого размера, в которых травление осуществляется через активную область.

ПОЛОЖЕНИЕ 4. В* случае нелегированных структур с квантовыми точками, изменение распределение носителей1 в- ансамбле с неравновесного на равновесное в совокупности' с тепловым заселением близко расположенных дырочных уровней, приводит к немонотонному N-образному характеру температурной зависимости пороговой плотности тока и уменьшению характеристической температуры.

ПОЛОЖЕНИЕ 5. Легирование структур с квантовыми точками акцепторной примесью приводит к заселению дырочных уровней, коротковолновому сдвигу края< спектра поглощения, и увеличению температурной* стабильности' пороговой плотности тока лазеров.

Результаты исследований, выполненных в диссертационной' работе, представляют как фундаментальный, так и большой практический интерес и могут быть использованы при разработке новых приборов оптоэлектроники и нанофотоники, а также при фундаментальных исследованиях гетероструктур с квантовыми точками в различных системах материалов. Данные результаты могут быть использованы в различных организациях Российской Академии наук (ФТИ им. А.Ф. Иоффе, Санкт-Петербург; ФИАН им. П.Н. Лебедева, Москва; ИФТТ, Черноголовка; ИПП, Новосибирск; Институт физики микроструктур, Нижний* Новгород; Институт общей физики, Москва; ИРЭ, Москва), в ГОИ им. С.И. Вавилова, Санкт-Петербург, в Санкт-Петербургском Государственном Политехническом;университете и др.

Апробация работы. Результаты, вошедшие в диссертационную работу, докладывались и обсуждались на Всероссийских и международных конференциях и симпозиумах: 4-15 Международных симпозиумах "Наноструктуры: Физика и Технология" (Санкт-Петербург, 1995, 1996, 1997, s )

1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2007); 23-28'Международных конференциях по физике полупроводниковf (Берлин, Германия, 1996; Иерусалим, Израиль, 1998; Осака, Япония, 2000; Эдинбург, Великобритания, 2002; Флагстафф, США, 2004, Вена, Австрия 2006); международной осенней конференции Общества исследования материалов (MRS) (Бостон, США, 2001); 23 международном симпозиуме по Полупроводниковым соединениям (Санкт-Петербург, 1996), международных конференциях по Физике полупроводниковых квантовых точек (QD2000 - Мюнхен, Германия, 2000; QD2002 - Токио, Япония» 2002); И международной конференции по Модулированным Полупроводниковым Структурам (MSS-11 - Нара, Япония 2003); международных конференциях "Западная фотоника" (Сан Хосе, США 2006, 2007, 2008), Международной конференции по квантовым точкам и лазерным применениям (Вроцлав, Польша 2007), 14 международной конференции по молекулярно-пучковой эпитаксии (Токио, Япония 2006), 5 и 7 международных конференциях по лазерной оптике (Санкт-Петербург, 2006, 2008), международной конференции по полупроводниковым приборам на основе квантовых точек w их применениям (Париж 2006), Научных конференциях общества Александра фон Гумбольта (Санкт-Петербург, 2005, 2008), Симпозиуме "Полупроводниковые лазеры: физика и технология" (Санкт-Петербург 2008).

Результаты работы, как в целом, так и отдельные ее части докладывались также на физических семинарах в ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, в Техническом университете г. Берлин, Германия, университете г. Ноттингем, Великобритания, университете г. Вупперталь, Германия.

Публикации. По теме диссертации имеется 154 публикации в научных журналах и трудах российских и международных конференций.

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Максимов, Михаил Викторович

Заключение

В ходе диссертационной? работы нами были, разработаны: ростовые методы,управления формой, размером, плотностью и энергетическим спектров квантовых точек., Предложены? эффективные способы; уменьшения! плотности^ дислокаций; в структурах с КТ, а также; в гетерострук гурах с большим рассогласованием постоянной решетки:. Разработанные: подходы позволили; реализовать эффективные лазеры наг подложках GaAs,. излучающие на длинах волн до* 1.35 мкм при псевдоморфном росте, и до? 1.55 мкм при: метаморфном росте. Экспериментально да теоретически; исследованы, физические: процессы; в структурах с КТ, в частности» особенности излучательной; и безызлучательной • рекомбинации; а также латеральный: транспорт носителей: Изучены процессы, определяющие температурную стабильность лазеров на КТ, а также предложен метод се увеличения, основанный^ на модулированном легировании активной) области примесью р-типа: Реализованы ш исследованы; низкопороговые лазеры на основе микрорезонаторов, излучающие в диапазоне длин волн 1.3 мкм на подложках GaAs.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Максимов, Михаил Викторович, 2009 год

1. D. Bimberg, М. Grundmann and N.N. Ledentsov, «Quantum Dot Heterostructures», John Wiley & Sons, Chichester, 328 p. (1999)

2. Y. Arakawa, H. Sakaki, «Multidimensional quantum well laser and temperature dependence of its threshold current», Applied Physics Letters, v.40, No. 11, pp.939941 (1982)

3. M. Asada, Y. Miyamoto, Y. Suematsu, «Gain and the threshold of three-dimensional quantum- box lasers», IEEE Journal of Quantum Electronics, v.22, No.9, pp.1915—1921 (1986)

4. L.V. Asryan, R.A. Suris, «Inhomogeneous line broadening and the threshold current density of a semiconductor quantum dot laser», Semiconductor Science and Technology, v.l 1, No.4, pp.554-567 (1996)

5. L.V. Asryan, M. Grundmann, N.N. Ledentsov, O. Stier, R.A. Suris, D. Bimberg, «Effect of excited-state transitions on the threshold characteristics of a quantum dot laser», IEEE Journal of Quantum Electronics, v.37, No.3, pp.418—425 (2001)

6. L.V. Asryan, R.A. Suris, «Charge neutrality violation in quantum dot lasers», IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, v.3, No.l, pp. 148-157 (1997)

7. K. Mukai, O. Nobuyuki, S. Mitsuru, and S. Yamzaki, «Self-Formed Ino.5Gao.5As Quantum Dots on GaAs Substrates Emitting at 1.3 pm», Japanese Journal of Applied Physics, v.33, pp.L1710-L1712 (1994)

8. S. Seki, H. Oohasi, H. Sugiura, T. Hirono, K. Yokoyama, «Dominant mechanism for limiting the maximum operating temperature of InP-based multiple-quantum-well lasers», Journal of Applied Physics, v.79, No.5, pp.2192-2197 (1996)

9. B.B. Elenkrig, S. Smetona, J.G. Simmons, T. Makino, J.D. Evans, «Maximum operating power of 1.3 |im strained layer multiple quantum well InGaAsP lasers», Journal of Applied Physics, v.85, No.4, pp.2367-2370 (1999)

10. L.A. Coldren, H. Temkin, C.W. Wilmsen, «Vertical cavity surface emitting lasers», Cambridge Univ. Press, 455 p: (1999)

11. J.-Y. Marzin, J.-M. Gerard, A. Izrael, D. Barrier, G. Bastartd, «Photoluminescence of single InAs quantum dot obtained by self-organised growth on GaAs», Physical Review Letters, v.73, No.5, pp.716-719 (1994)

12. R. Heitz, M. Veit, N.N. Ledentsov, A. Hoffmann, D. Bimberg, V.M.Ustinov, P.S. Kop'ev, Zh.I. Alferov, «Energy relaxation by multiphonon processes in InAs/GaAs;quantum dots», Physical Review B, v.56, No.16, pp. 10435-10445 (1997)

13. N.N. Ledentsov, V.A. Shchukin, M. Grundmann, N. Kirstaedter, J. Bohrer, O. Schmidt, D. Bimberg, V.M. Ustinov, A.Yu. Egorov, A.E. Zhukov, P.S. Kop'ev, Zh.I. Alferov, A.I. Borovkov, A.O. Kosogov, S.S. Ruvimov, U. Gosele,

14. J. Heydenreich, «Direct formation of vertically-coupled quantum dots in Stranski-Krastanow growth», PhysicalReview B, v.54, No.12, pp.8743-8750 (1996)

15. I. Mukhametzhanov, R. Heitz, J. Zeng, P. Chen, and A. Madhukar, «Independent manipulation of density and size of stress-driven self-assembled quantum dots», Applied «Physics Letters, v.'73, No.13, pp. 1841-1843 (1998)

16. G.T. Liu, A. Stintz, H. Li, K.J. Malloy, L.F. Lester, «Extremely low room-temperature threshold current density diode lasers using InAs dots in Ino.15Gao.85As quantum well», Electronics Letters, v.35, No.14, pp.1163-1165 (1999)

17. L.F. Lester, A. Stintz, H.Li, C. Newell, E.A. Pease, B.AFuchs, K.J. Malloy, «Optical characteristics of 1.24-pm InAs quantum-dot laser diodes», IEEE Photonics Technology Letters, v.l 1, N0.8, pp.931-933 (1999)

18. G. Park, O.B. Shchekin, S. Csutak, D.G.Deppe, «Room-temperature continuous-wave operation of a single-layered 1.3 pm quantum dot laser», Applied Physics Letters, v.75, No.ll, pp.3267-3269 (1999)

19. A.E. Zhukov, V.M. Ustinov, «GaAs-based long-wavelength lasers», Semiconductor Science and Technology, v. 15, N0.8, pp.41-54 (2000)

20. O.B. Shchekin, P. Gyoungwon, D.L. Huffaker, D.G. Deppe, «Discrete energy level separation and the threshold temperature dependence of quantum dot lasers», Applied Physics Letters, v.77, No.4, pp.466^168 (2000)

21. V. Tokranov, M. Yakimov, A. Katsnelson, M. Lamberti, and S. Oktyabrsky, «Enhanced thermal stability of laser diodes with shape-engineered quantum dot medium», Applied Physics Letters, v.83, No.5, pp.833-835 (2003)

22. V.A. Shchukin, N.N. Ledentsov and D. Bimberg, «Epitaxy of Nanostructures», Springer Series on Nanoscience and Technology, Springer, Berlin, 450p. (2003)

23. F. Guffarth, R. Heitz, A. Schliwa, O. Stier, N.N. Ledentsov, A.R. Kovsh, V.M. Ustinov, D. Bimberg, «Strain engineering of self- organized InAs quantum dots», Physical Review B, v.64, No.15, pp. 085305-085312 (2001)

24. Q. Xie, P. Chen, A. Madhukar, «InAs island induced strain-driven adatom migration during overlayer growth», Applied Physics Letters, v.65, No. 16, pp.2051-2053(1994)

25. K. Akiba, N. Yamamoto, V. Grillo, A. Genseki, and Y. Watanabe, «Anomalous temperature and excitation power dependence of cathodoluminescence from InAs quantum dots», Physical Review B, v.70, No. 16, pp. 165322-1-165322-9 (2004)

26. Marius Grundmann (Ed.), "Nano-Optoelectronics. Concepts, Physics and Devices". Springer, 442 p. (2002)

27. R. Heitz, H. Born, F. Guffarth, O. Stier, A. Schliwa, A. Hoffmann, and D.Bimberg, «Existence of a phonon bottleneck for excitons in quantum dots», Physical Review B, v.64, No.24, pp.241305-4-241305-4 (2001)

28. В. Jusserand and M. Cardona, «Light Scattering Solids V», Topics in Applied Physics, v.66, p.49 (1994)

29. J.M Jerard, O. Cabrol and B. Sermage, «InAs quantum boxes: Highly efficient radiative traps for light emitting devices on Si», Applied Physics Letters, v.68i No.22, pp.3123-3125 (1996)

30. K.K. Linder, J. Phillips, O. Qasaimeh, X.F. Liu, S. Krishna, P. Bhattacharya, J.C. Jiang, «Self-organized Ino.4Ga<)6As quantum-dot lasers grown on Si substrates», Applied Physics Letters, v.74, No.10, pp. 1355-1357 (1999)

31. L.A. Graham, D.L. Huffaker, and D.G. Deppe, «Spontaneous lifetime control in a native-oxide-apertured microcavity», Applied Physics Letters, v.74, No. 17, pp.2408-2410 (1999)

32. S.R. Andrews, H. Arnot, P.K. Rees, T.M. Kerr, S.P. Beaumont, «Photoluminescence studies of free-standing quantum boxes», Journal of Applied Physics, v.67, No.7, pp.3472-3480 (1990)

33. S. Noda, K. Fujiwara and T. Nakayama, «Effects of GaAs/AlAs • superlattice buffer layers on selective area regrowth for GaAs/AlGaAs self-aligned structure lasers», Applied Physics Letters, v.47, No.l 1, pp.1205-1207 (1985)

34. O. Stier, M. Grundmann, and D. Bimberg, «Electronic and optical properties of strained quantum dots modeled by 8-band k-p theory», Physical Review B, v.59, No.8, pp.5688-5701 (1999)

35. A. Oster, F. Bugge, G. Erbert, H. Wenzel, «Gain Spectra Measurement of Strained and Strain-Compensated InGaAsP-AlGaAs Laser Structures for A,«800 nm», IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, v.5, No.3, pp.631-636 (1999)

36. L.V. Asryan and R.A. Suris, «Temperature dependence of the threshold current density of a quantum dot laser», IEEE Journal of Quantum Electronics, v.34, No.5, pp.841-850(1998)

37. G. Park, O.B. Shchekin, D.L. Huffaker, D.G. Deppe, «Low-Threshold Oxide-Confined 1.3-pm Quantum-Dot Laser», IEEE Photonics Technology Letters, v.12, No.3, pp.230-232 (2000)

38. O.B.Shchekin and D.G.Deppe, «1.3 (im InAs quantum dot laser with To = 161 К from 0 to 80°C», Applied Physics Letters, v.80, No. 18, pp.3277-3279 (2002)

39. M. Sugawara, K. Mukai, Y. Nakata, H. Ishikawa, A. Sakamoto, «Effect of homogeneous broadening of optical gain on lasing spectra in self-assembled InxGaj xAs/GaAs quantum dot lasers», Physical Review B, v.61, No. 11, pp.7595-7603 (2000)

40. L.V. Asryan, R.A. Suris, «Longitudinal spatial hole burning in a quantum-dot laser», IEEE Journal of Quantum Electronics, v.36, No.10, pp.1151-1160 (2000)

41. L.V. Asryan, S. Luryi, «Tunneling-injection quantum-dot laser: ultrahigh temperature stability», IEEE Journal of Quantum Electronics, v.37, No.7, pp.905-910 (2001)

42. O.B. Shchekin, J. Ahn, D.G. Deppe, «High temperature performance of self-organised quantum dot laser with stacked p-doped active region», Electronics Letters, v.38, No. 14, pp.712-713 (2002)

43. A.Salhi, L. Fortunato, L. Martiradonna, R. Cingolani, M. De Vittorio, and A. Passaseo, «Enhanced modal gain of multilayer InAs/InGaAs/GaAs quantum dot lasers emitting at 1300 nm», Journal of Applied Physics, v.100, No.12, pp. 1231111-123111-4 (2006)

44. Т. Amano, S. Aoki, Т. Sugaya, К. Komori, Y. Okada, «Laser Characteristics of 1.3-jim Quantum Dots Laser With High-Density Quantum Dots», IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, v.13, No.5, pp. 1273-1278 (2007)

45. B.W. Hakki and T.L. Paoli, «cw degradation at 300°K of GaAs double-heterostructure junction lasers. II. Electronic gain», Journal of Applied Physics, v.44, No.9, pp.4113—4119 (1973)

46. S.L. McCall, A.F.J. Levi, R.E. Slusher, S.J. Pearton, R.A. Logan, «Whispering-gallery mode microdisk lasers», Applied. Physics Letters, v.60, No.3, pp.289-291 (1992)

47. T.Ide, T.Baba, «Room temperature continuous wave lasing in InAs quantum-dot microdisks with air cladding», Optics Express, v.13, No.5, pp.1615-1620 (2005)

48. X.M. Dou, X.Y. Chang, B.Q. Sun, Y.H. Xiong, Z.C. Niu, S.S. Huang, H.Q. Ni, Y. Du, and J.B. Xia, «Single-photon-emitting diode at liquid nitrogen temperature», Applied Physics Letters, v.93, No.10, pp.101107-1-101107-3 (2008)

49. A. Lochmann, E. Stock, O. Schulz, F. Hopfer, D. Bimberg, V.A. Haisler, A.I. Toropov, A.K. Bakarov, A.K. Kalagin, «Electrically driven single quantum dot polarised single photon emitter», Electronics Letters, v.42, No. 13, pp.774-775 (2006)

50. M. Pelton, C. Santori, G.S. Solomon, O. Benson, and Y. Yamamoto, «Triggered single photons and entangled photons from a quantum dot microcavity», European Physical Journal D, v. 18, pp. 179-190 (2002)

51. M. Scholz, Т. Aichele, S. Ramelow, О. Benson, «Deutsch-Jozsa Algorithm Using Triggered Single Photons from a Single Quantum" Dot», Physical Review Letters, v.96, No. 18, pp.180501-1-180501-4 (2006)

52. X. Кейси, M. Паниш, «Лазеры на гетероструктурах», Москва: Мир, 1981

53. R.E. Slusher, A.F.J. Levi, U. Mohideen, S.L. McCall, S.J. Pearton, R.A. Logan, «Threshold characteristics of semiconductor microdisk lasers», Applied Physics Letters, v.63, No.10, pp.1310-1312 (1993)

54. M. Borselli, K. Srinivasan, P.E. Barclay, O. Painter, «Rayleigh scattering, mode coupling, and optical loss in silicon microdisks», Applied Physics Letters, v.85, No. 17, pp.3693-3695 (2004)

55. B. Gayral, J.M. Gerard, A. Lemaitre, C. Dupuis, L. Manin, J.L. Pelouard, «High-Q wet-etched GaAs microdisks containing InAs quantum boxes», Applied Physics Letters, v.75, No.13, pp.1908-1910 (1999)

56. S. Shi, D.W. Prather, L. Yang, J. Kolodzey, «Influence of support structure on microdisk resonator performance», Optical Engineering, v.42, No.2, pp.3 83-3 87 (2003)

57. I.L. Krestnikov, N.N. Ledentsov, A. Hoffmann, D. Bimberg, «Arrays of Two-Dimensional Islands Formed by Submonolayer Insertions: Growth, Properties, Devices», Physica Status Solidi (a), v. 183, No.2, 207-233 (2001)

58. И.П. Сошников, O.M. Горбенко, A.O. Голубок, H.H. Леденцов, «Анализ состава когерентных нановключений твердых растворов по высокоразрешающим электронно-микроскопическим изображениям», Физика и Техника Полупроводников, т.35, вып.З, стр.361-366 (2001)

59. R. Nozaki, A. Nakagawa, D. Sano, T. Baba, «Ultralow Threshold and Single-Mode Lasing in Microgear Lasers and Its Fusion With Quasi-Periodic Photonic Crystals», IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, v.9, No.5, pp.1355-1360 (2003)

60. A.I. Rahachou, I.V. Zozoulenko, «Effects of boundary roughness on a Q factor of whispering-gallery-mode lasing microdisk cavities», Journal of Applied Physics, v.94, No. 12, pp.7929-7931 (2003)

61. D.S.Song, J.K.Hwang, C.K.Kim, I.Y.Han, D.HJang, Y.H.Lee, «InGaAsP Microdisk Lasers on AlxOy», IEEE Photonics Technology Letters, v. 12, No.8, pp.954-956 (2000)

62. P. Micher, A. Kiraz, L. Zhang, C. Becher, E. Hu, A. Imamoglu, «Laser emission from quantum dots in microdisk structures», Applied Physics Letters, v.77, No.2, pp.l84-186 (2000)

63. H. Soda, K. Iga, C. Kitahara, Y. Suematsu, «GalnAsP/InP surface emitting injection lasers», Japanese Journal of Applied Physics, v. 18, pp.2329-2330 (1979)

64. R. Hull, J.C. Bean, R.E. Leibenguth, and D.J. Werder, «Role of strained layer superlattices in misfit dislocation reduction in growth of epitaxial Geo.sSio.s alloys on Si(100) substrates», Journal of Applied Physics, v.65, No. 12, pp.4723^1729 (1989)

65. J.W. Matthews and A.E. Blakeslee, «Defects in epitaxial multilayers -I. Misfit dislocations», Journal of Crystal Growth, v.27, pp.l 18 (1974)

66. V.M. Ustinov and A.E. Zhukov, «GaAs-based long-wavelength lasers», Semiconductor Science and Technology, v.15, No.8, pp.R41-R54 (2000)

67. R. Heitz, О. Stier, I. Mukhametzhanov, A. Madhukar, D. Bimberg, «Quantum size effect in self-organized InAs/GaAs quantum dots», Physical Review B, v.62, No. 16, pp. 11017-11028 (2000)

68. D. Ouyang, R. Heitz, N.N. Ledentsov, S. Bognar, R.L. Sellin, Ch. Ribbat, and D. Bimberg, «Lateral-cavity spectral hole burning in quantum-dot lasers», Applied Physics Letters, v.81, No.9, pp. 1546-1548 (2002)