Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/45537
| Title: | ผลกระทบของการลดความหนาของชั้นคั่นที่มีต่อสมบัติโพลาไรซ์โฟโตลูมิเนสเซนซ์ของควอนตัมดอตอินเดียมอาร์เซไนด์ซ้อนทับหลายชั้นบนพื้นผิวลายตาราง |
| Other Titles: | THE EFFECTS OF REDUCED SPACER THICKNESS TOWARDS POLARIZED PHOTOLUMINESCENCE OF MULTI-STACK InAs QUANTUM DOTS ON CROSS-HATCH PATTERNS |
| Authors: | อภิชาติ จิตตรง |
| Advisors: | ทรงพล กาญจนชูชัย |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์ |
| Advisor's Email: | [email protected],[email protected] |
| Subjects: | โครงสร้างนาโน โฟโตลูมิเนสเซนซ์ ควอนตัมดอต โพลาไรเซชัน (แสง) Nanostructures Photoluminescence Quantum dots Polarization (Light) |
| Issue Date: | 2557 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลกระทบของการลดความหนาของชั้นคั่น GaAs ที่มีต่อสมบัติโพลาไรซ์ของแสงที่เปล่งจาก InAs ควอนตัมดอตซ้อนทับกัน 1, 3 และ 5 ชั้นบนพื้นผิวลายตาราง In0.2Ga0.8As ความหนาของชั้นคั่นถูกปรับลดจากเดิม 10 nm เป็น 6 nm ผลกระทบเชิงกายภาพศึกษาโดยเทคนิคจุลทรรศน์แรงอะตอม ขณะที่ผลกระทบเชิงแสงศึกษาโดยเทคนิคโฟโตลู-มิเนสเซนซ์และโพลาไรซ์โฟโตลูมิเนสเซนซ์ ควอนตัมดอต 1 ชั้นที่มีความหนาของชั้นคั่น 10 nm นั้นควอนตัมดอตก่อตัวเรียงกันอย่างหนาแน่นบนลายตารางและบนผิวเรียบบางส่วน ผลการเปล่งแสงมีค่า DOP สูงสุด 22% ที่ค่ายอดพลังงาน 1.04 eV ควอนตัมดอตซ้อนทับกัน 3 ชั้น นั้นก่อตัวบนลายตารางบนและผิวเรียบลดลง ผลการเปล่งแสงมีค่า DOP สูงสุด 19% ที่ค่ายอดพลังงาน 1.09 eV ขณะที่ควอนตัมดอตซ้อนทับกัน 5 ชั้นนั้นควอนตัมดอตที่ก่อตัวขึ้นมีลักษณะใกล้เคียงกับควอนตัมดอตซ้อนทับกัน 3 ชั้น ผลการเปล่งแสงมีค่า DOP สูงสุด 18% ที่ค่ายอดพลังงาน 1.12 eV ทั้งสามชิ้นงานมีผลการเปล่งแสงจากชั้นลายตารางที่เด่นชัดโดยมีค่า DOP ประมาณ 8% ที่ค่ายอดพลังงานประมาณ 1.27 eV ควอนตัมดอต 1 ชั้นที่มีความหนาของชั้นคั่น 6 nm นั้นมีการกระจายตัวของขนาดและความสูงที่หลากหลาย และเปล่งแสงที่มีสเปกตรัมกว้างขึ้นมีแอมพลิจูดสูงสุดที่ค่ายอดพลังงาน 1.24 eV มีสมบัติโพลาไรซ์ที่ด้อยลงโดยมีค่า DOP ใกล้เคียง 0% ผลดังกล่าวเกิดจากความหนาของชั้นคั่นลดลงทำให้ความเครียดจากชั้นลายตารางกระทบต่อการก่อตัวของควอนตัมดอตในชั้นแรกมากขึ้น ควอนตัมดอตซ้อนทับกัน 3 ชั้นนั้นก่อตัวบนผิวเรียบลดลง เกาะกลุ่มกันของขนาดมากขึ้นจึงเปล่งแสงที่มีสเปกตรัมแคบลงมีแอมพลิจูดสูงสุดที่ค่ายอดพลังงาน 1.20 eV มีค่า DOP ใกล้เคียง 0% เช่นเดียวกันเนื่องจากควอนตัมส่วนใหญ่มีรูปร่างสมมาตรและผลเชื่อมโยงแนวนอนที่ต่ำ และควอนตัมดอตซ้อนทับกัน 5 ชั้นนั้นมีขนาดที่ใหญ่ขึ้นเรียงต่อกันในแนวลายตาราง มีผลเชื่อมโยงแนวนอนที่สูงจึงเปล่งแสงมีสเปกตรัมที่แคบมีค่า DOP ประมาณ 18% ที่ค่ายอดพลังงาน 1.18 eV และการเปล่งแสงจากชั้นลายตารางในแต่ละชิ้นงานไม่เด่นชัดเนื่องด้วยสมบัติกักกันพาหะที่ด้อยลง |
| Other Abstract: | This thesis is aimed to study the effects of reducing GaAs spacer thickness from 10 nm to 6 nm on the polarization properties of light emitted from 1-, 3- and 5-stack InAs quantum dots (QDs) grown on In0.2Ga0.8As cross-hatch patterns (CHPs). The effects on surface morphology are studied by atomic force microscopy while the optical properties are studied by photoluminescence (PL) and polarized PL (PPL). The 1-stack InAs QDs with a 10-nm spacer densely populate along the CHPs, and some on flat areas. The PL emission gives a 22% degree of polarization (DOP) at 1.04 eV. The density of QDs is lower on the 3-stack sample and the PL emission gives a 19% DOP at 1.09 eV. The formations of the 3- and 5-stack QDs are nearly the same. The PL emission of the 5-stack sample gives an 18% DOP at 1.12 eV. The CHPs evidently emit at around 1.27 eV with about 8% DOPs. The 1-stack InAs QDs with a 6-nm spacer are widely distributed in size and height. The PL spectrum is broader, with peak at 1.24 eV and nearly 0% DOP. This is due to the reduction of spacer thickness which results in the strain’s greater effect on QDs formation in the first layer. The 3-stack QDs are more uniform in size, more symmetric in shape, and have weaker lateral coupling which give narrower PL spectrum, with the highest amplitude at 1.20 eV and nearly 0% DOP also. The 5-stack QDs densely populate along the CHPs with strong lateral coupling, and emit the narrowest PL spectrum with 18% DOP at 1.18 eV. The PL emissions from the CHPs of all 6-nm spacer samples are not evident due to weak carrier confinement. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2557 |
| Degree Name: | วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต |
| Degree Level: | ปริญญาโท |
| Degree Discipline: | วิศวกรรมไฟฟ้า |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/45537 |
| URI: | http://doi.org/10.14457/CU.the.2014.973 |
| metadata.dc.identifier.DOI: | 10.14457/CU.the.2014.973 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Eng - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 5570446621.pdf | 4.09 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.