Transcript Wire - 秋山研究室

05/05/17
3wireのＰＬおよびＰＬＥ評価
東京大学大学院 理学系研究科 物理学専攻 博士課程1年
物性研究所 秋山研究室
井原章之
試料構造
Wire
－
1519 + ???
～
1587
－clad
1519+78+11 ～
1608
－core
1519+73+11 ～
1603
－healing 1519+68+10 ～
1596
－healing 1519+75+11 ～
1604
Arm
Stem
－
1519+19+4 +(64+35)～1640
導波路
－12.8% 1519+(104+56)～1678
－10%
1519+(104+56)～1644
光学系（NEW：xyz stage② / 2波長励起）
②
垂直方向の空間スキャン (0.2μm step)
healing
PL
5K
arm (clad)
Wire
substrate
stem
垂直方向の空間スキャン (0.2μm step)
Wire
1519substrate
+ ??? ～
1587
－clad
1519+78+11 ～
1608
－core
1519+73+11 ～
1603
－healing 1519+68+10 ～
1596
－healing 1519+75+11 ～
1604
－
PL
healing
5K
Arm
Stem
－
substrate+(64+35)～1640
1519+19+4
導波路
－12.8% 1519+(104+56)～1678
－10%
1519+(104+56)～1644
arm (clad)
Wire
stem
垂直方向の空間スキャン (0.2μm step)
healing
PL
5K
arm (clad)
Wire
substrate
stem
平行方向のPL空間スキャン0～200μm
試料：8-6-04.1 #2 E 3-wire
PL
cavity長400μm
1μm step
5K
平行方向のPL空間スキャン200～400μm
試料：8-6-04.1 #2 E
：0ML → +1ML → -1ML → 0ML という傾向があるように見える。
PL
5K
均一
→PLE
PLとPLEの全体
5K
導波路
Stem hh
wire
arm (core) hh
arm (clad) hh
PL
Stem lh
arm (core) lh
arm (clad) lh
PLE
//ex
PLE
⊥ex
continuum
1st ex
PLEスペクトルに対するML揺らぎの影響
試料：8-6-04.1 #2 E 3-wire
5K
ML揺らぎに対して、スペクトルは形
状を変えずに平行移動する
PL
PLE (⊥ex)
PLEスペクトルは励起強度に依存するか
試料：8-6-04.1 #2 E 3-wire
弱励起の方が構造が見える
強励起だと高エネルギー側が盛り上る
PL
PLE 2μW
PLE 7μW
PLE 20μW
PLE空間スキャン
試料：8-6-04.1 #2 E 3-wire
１μｍ step
励起強度依存性
試料：8-6-04.1 #2 E 3-wire
弱励起：0.04μW
強励起：600μW
を１１点で変えた
→励起強度３倍ずつ増加
Stem
wire
arm
二波長PLE（横軸は波長） → 失敗？
波長１：1.66eV ５μW
→ stem励起でtrionが出るあたり
exciton
Trion(だと思ってる)
吸収が現れない、、、
↓
同じ位置を励起できてない？
trionではない？
ここまで05/05/17
1Dの電子濃度依存性(5Kと50K)
50K
wire
arm
500
PL
PLE
450
0.7V
400
intensity (arb. unit)
350
0.2V
300
250
X0.15V
200
150
0.1V
100
X
50
0
1.558
0V
1.563
1.568
1.573
1.578
photon energy (eV)
laser
1.583
1Dwireの電子濃度依存性(5Kと50K)
Vg=0.7V
500
wire
arm
450
50K
400
intensity (arb. unit)
350
40K
300
250
30K
200
150
100
50
0
1.555
20K
FE
BE
5K
1.565
1.575
photon energy (eV)
1.585
1Dの高範囲PLE
400
5K
350
PL
wire
arm
0.7V
0.7V
×5
BE
FE
PLE
×40
300
intensity (arb. unit)
0.35V
0.35V
250
200
×50
0.15V
0.15V
150
X100
×40
0V
X
50
0
1.56
0.0V
1.565
1.57
1.575
1.58
1.585
1.59
photon energy (eV)
Excited
state?
Continuum?
Itoh, Applied Physics Letters 83, 2043 (2003)
2Darm wellの電子濃度依存性(5Kと50K)
arm
50K
600
PLE
PL
0.7V
500
0.5V
intensity (arb. unit)
400
0.45V
300
200
0.4V
100
0.3V
0
1.57
1.575
1.58
1.585
1.59
photon energy (eV)
laser
1.595
0.2V
2Darm wellの電子濃度依存性(5Kと50K)
arm
50K
500
600
PLE
450
PL
0.7V
500
400
0.5V
350
300
intensity (arb. unit)
intensity (arb. unit)
400
250
200
150
0.45V
300
200
0.4V
100
0.3V
100
50
0
1.558
1.563
1.568
1.573
photon energy (eV)
1.578
1.583
0
1.57
1.575
1.58
1.585
1.59
photon energy (eV)
laser
1.595
0.2V
arm
PLE
700 0.8V
PL
600 0.7V
500
0.6V
intensity (arb. unit)
2Dの高範囲PLE
a050321030 and 31 - 37.SPE
10.11-00.1 #1 perfect accumulation / one side doping
omec: -3300 (arm ex. PL)
Vg: 0.2 to 0.8 step 0.1
ND: 1/2 1/4 1/10 1/100
pos.: arm +0 (3micron left of center)
t(s): 2 T(K): 3.647
400
0.5V
300
0.4V
200
0.3V
100
0.2V
0
1.57
1.58
1.59
photon energy (eV)
1.6
自由電子近似計算
モデル：有効質量近似の２バンド、伝導帯電子がフェルミ分布、帯間光学直接遷移
  e  h
吸収
2

発光
D1 D ( )  1 /
 ke
2
2me

D 2 D ( )   ( )
(ke  k h )
2

 kh
2mh
ただし、
2
計算結果（電子濃度/温度依存性）
1D
1D
T = 7K
Γ= 0.2meV
μe ：パラメータ
2D
T ： パラメータ
Γ= 0.2meV
μe = 4.8 meV
1Dの電子濃度依存性実験と計算の比較
2Dの電子濃度依存性実験と計算の比較
1Dの温度依存性の比較(高濃度)
Vg=0.7V
500
wire
arm
450
50K
400
intensity (arb. unit)
350
40K
300
250
30K
200
150
100
50
0
1.555
20K
FE
BE
5K
1.565
1.575
photon energy (eV)
1.585
2Dの温度依存性(高濃度)
1Dの電子・正孔対濃度依存性
wire
arm
450
400
PL
arm
90μW
PLE
350
wire
900μW
intensity (arb. unit)
300
250
200
wire
350μW
150
100
50
0W
0
1.56
1.565
1.57
1.575
photon energy (eV)
a050410022.SPE
1.58
1.585