Spectral Regulation of InP Light Emitting Diode by Disk Size

LI Meng; SUN Yang; JI Xin; GAO Fei; QIN Feifei; ZHU Gangyi

doi:10.37188/CJL.20220434

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Spectral Regulation of InP Light Emitting Diode by Disk Size

Device Fabrication and Physics | 更新时间：2023-10-27

- Spectral Regulation of InP Light Emitting Diode by Disk Size
  增强出版
- Chinese Journal of Luminescence Vol. 44, Issue 6, Pages: 1006-1012(2023)
- 作者机构：
  
  南京邮电大学通信与信息工程学院，江苏南京　210000
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  the Natural Science Foundation of Jiangsu Province(BK20210593);National Natural Science Foundation of China(62204127);State Key Laboratory of Luminescence and Applications(SKLA⁃2021⁃04)
- DOI：10.37188/CJL.20220434
  CLC： TN312.8
- Published：05 June 2023，
  
  Received：31 December 2022，
  
  Revised：28 January 2023，
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李猛,孙阳,纪鑫等.圆盘尺寸对InP发光二极管的光谱调控[J].发光学报,2023,44(06):1006-1012.

LI Meng,SUN Yang,JI Xin,et al.Spectral Regulation of InP Light Emitting Diode by Disk Size[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(06):1006-1012.
李猛,孙阳,纪鑫等.圆盘尺寸对InP发光二极管的光谱调控[J].发光学报,2023,44(06):1006-1012. DOI： 10.37188/CJL.20220434.

LI Meng,SUN Yang,JI Xin,et al.Spectral Regulation of InP Light Emitting Diode by Disk Size[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(06):1006-1012. DOI： 10.37188/CJL.20220434.

摘要

片上可集成光源一直是光通信领域的研究热点。磷化铟（InP）材料是构建通信波段光源的理想材料。本文采用标准半导体工艺在InP衬底上制备了圆盘形微腔发光器件。通过制备四种尺寸的圆盘微腔发光二极管，研究了尺寸大小对于器件的性能，包括光强、半高宽、中心波长偏移等参数的影响。本研究对于电驱动光源的制备和实现通信波段的光通信具有重要意义。

Abstract

The on-chip integrated light source has always been a research hotspot in the field of optical communication. Indium phosphide （InP） material is an ideal material for constructing communication band light source. In this paper， InP-based microcavity light emitting devices are fabricated on InP substrate by standard semiconductor technology. By preparing four kinds of disk microcavity light emitting diodes， the influence of size on the performance of the device， including light intensity， full width at half maximum， center wavelength shift，

etc

. is investigated. This research may be of great significance for the preparation of electric-driven light source and the realization of optical communication in communication band.

关键词

磷化铟发光二极管圆盘微腔光谱调控

Keywords

indium phosphidelight emitting diodesdisk microcavityspectra modulation

references

杨俊，赵有文，董志远，等. 深能级缺陷对半绝缘InP材料电学补偿的影响［J］. 物理学报， 2007， 56（2）： 1167-1171. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2007.02.091http://dx.doi.org/10.3321/j.issn:1000-3290.2007.02.091

YANG J， ZHAO Y W， DONG Z Y， et al. Influence of deep level defects on electrical compensation in semi-insulating InP materials ［J］. Acta Phys. Sin.， 2007， 56（2）： 1167-1171. （in Chinese）. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2007.02.091http://dx.doi.org/10.3321/j.issn:1000-3290.2007.02.091

马小涛，郑婉华，任刚，等. 感应耦合等离子体刻蚀InP/InGaAsP二维光子晶体结构的研究［J］. 物理学报， 2007， 56（2）： 977-981. doi: 10.7498/aps.56.977http://dx.doi.org/10.7498/aps.56.977

MA X T， ZHENG W H， REN G， et al. Inductively coupled plasma etching of two-dimensional InP/InGaAsP-based photonic crystal ［J］. Acta Phys. Sinica， 2007， 56（2）： 977-981. （in Chinese）. doi: 10.7498/aps.56.977http://dx.doi.org/10.7498/aps.56.977

GUO B， XIAO Q L， WANG S H， et al. 2D layered materials： synthesis， nonlinear optical properties， and device applications ［J］. Laser Photonics Rev.， 2019， 13（12）： 1800327-1-46. doi: 10.1002/lpor.201800327http://dx.doi.org/10.1002/lpor.201800327

WANG K P， SZYDŁOWSKA B M， WANG G Z， et al. Ultrafast nonlinear excitation dynamics of black phosphorus nanosheets from visible to mid-infrared ［J］. ACS Nano， 2016， 10（7）： 6923-6932. doi: 10.1021/acsnano.6b02770http://dx.doi.org/10.1021/acsnano.6b02770

BIKORIMANA S， LAMA P， WALSER A， et al. Nonlinear optical responses in two-dimensional transition metal dichalcogenide multilayer： WS2， WSe2， MoS2 and Mo0.5W0.5S2 ［J］. Opt. Express， 2016， 24（18）： 20685-20695. doi: 10.1364/oe.24.020685http://dx.doi.org/10.1364/oe.24.020685

CHEN S Q， ZHAO C J， LI Y， et al. Broadband optical and microwave nonlinear response in topological insulator ［J］. Opt. Mater. Express， 2014， 4（4）： 587-596. doi: 10.1364/ome.4.000587http://dx.doi.org/10.1364/ome.4.000587

TAKIGUCHI M， ZHANG G Q， SASAKI S， et al. Direct modulation of a single InP/InAs nanowire light-emitting diode ［J］. Appl. Phys. Lett.， 2018， 112（25）： 251106-1-5. doi: 10.1063/1.5037011http://dx.doi.org/10.1063/1.5037011

HA N， MANO T， WU Y N， et al. Wavelength extension beyond 1.5 µm in symmetric InAs quantum dots grown on InP（111）A using droplet epitaxy ［J］. Appl. Phys. Express， 2016， 9（10）： 101201-1-4. doi: 10.7567/apex.9.101201http://dx.doi.org/10.7567/apex.9.101201

ZHANG G Q， GNATEK D， TAKIGUCHI M， et al. Nanowire-based telecom-band light-emitting diodes with efficient light extraction ［J］. Jpn. J. Appl. Phys.， 2020， 59（10）： 105003-1-8. doi: 10.35848/1347-4065/abb8b9http://dx.doi.org/10.35848/1347-4065/abb8b9

ZHANG G Q， TAKIGUCHI M， TATENO K， et al. Telecom-band lasing in single InP/InAs heterostructure nanowires at room temperature ［J］. Sci. Adv.， 2019， 5（2）： eaat8896-1-8. doi: 10.1126/sciadv.aat8896http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.aat8896

WANG Y X， KASAI K， YOSHIDA M， et al. 60 Gbit/s， 64 QAM LD-based injection-locked coherent heterodyne transmission over 160 km with a spectral efficiency of 9 bit/s/Hz ［J］. IEICE Electron. Express， 2014， 11（18）： 20140641-1-7. doi: 10.1587/elex.11.20140641http://dx.doi.org/10.1587/elex.11.20140641

逄永秀，龚连根，府治平，等. 1.55 μm InGaAsP/InP LED的研究［J］. 发光学报， 1990， 11（2）： 132-136.

PANG Y X， GONG L G， FU Z P， et al. Study on InGaAsP-InP LED emitting at 1.55 μm wavelength ［J］. Chin. J. Lumin.， 1990， 11（2）： 132-136. （in Chinese）

WARD M B， FARROW T， SEE P， et al. Electrically driven telecommunication wavelength single-photon source ［J］. Appl. Phys. Lett.， 2007， 90（6）： 063512-1-3. doi: 10.1063/1.2472172http://dx.doi.org/10.1063/1.2472172

NISHIWAKI H， KITANO K， NAKAJIMA H， et al. Organic dye 25 GB write-once disk with in-groove structure ［J］. Jpn. J. Appl. Phys.， 2006， 45（2S）： 1452-1455. doi: 10.1143/jjap.45.1452http://dx.doi.org/10.1143/jjap.45.1452

CHEN Y X， SHEN G D， GUO W L， et al. AlGaInP-Si glue bonded high performance light emitting diodes ［J］. Chin. Phys. B， 2011， 20（8）： 087203-1-4. doi: 10.1088/1674-1056/20/8/087203http://dx.doi.org/10.1088/1674-1056/20/8/087203

MIKULICS M， WINDEN A， MARSO M， et al. Nano-light-emitting-diodes based on InGaN mesoscopic structures for energy saving optoelectronics ［J］. Appl. Phys. Lett.， 2016， 109（4）： 041103-1-4. doi: 10.1063/1.4960007http://dx.doi.org/10.1063/1.4960007

MIYAZAWA T， OKUMURA S， HIROSE S， et al. First demonstration of electrically driven 1.55 µm single-photon generator ［J］. Jpn. J. Appl. Phys.， 2008， 47（4S）： 2880-2883. doi: 10.1143/jjap.47.2880http://dx.doi.org/10.1143/jjap.47.2880

WENG H Z， YANG Y D， XIAO J L， et al. Spectral engineering for circular-side square microlasers ［J］. Opt. Express， 2018， 26（8）： 9409-9414. doi: 10.1364/oe.26.009409http://dx.doi.org/10.1364/oe.26.009409

JIANG X F， XIAO Y F， ZOU C L， et al. Highly unidirectional emission and ultralow-threshold lasing from on-chip ultrahigh-Q microcavities ［J］. Adv. Mater.， 2012， 24（35）： OP260-OP264. doi: 10.1002/adma.201290211http://dx.doi.org/10.1002/adma.201290211

ZOU C L， SUN F W， DONG C H， et al. High-Q and unidirectional emission whispering gallery modes： principles and design ［J］. IEEE J. Sel. Top. Quant. Electron.， 2013， 19（5）： 9000406-1-6. doi: 10.1109/jstqe.2012.2220896http://dx.doi.org/10.1109/jstqe.2012.2220896

DEPRETER B， MOERMAN I， BAETS R， et al. InP 1.3 μm microcavity LEDs with high quantum efficiency ［J］. J. Cryst. Growth， 2000， 221（1-4）： 674-678. doi: 10.1016/s0022-0248(00)00798-3http://dx.doi.org/10.1016/s0022-0248(00)00798-3

ZHOU W， BHATTACHARYA P， QASAIMEH O. InP-based cylindrical microcavity light-emitting diodes ［J］. IEEE J. Quant. Electron.， 2001， 37（1）： 48-54. doi: 10.1109/3.892723http://dx.doi.org/10.1109/3.892723

DEPRETER B， MOERMAN I， BAETS R， et al. InP-based 1 300 nm microcavity LEDs with 9% quantum efficiency ［J］. Electron. Lett.， 2002， 36（15）： 1303-1304.

MAMEDOV D S， PROKHOROV V V， YAKUBOVICH S D. Broadband radiation sources based on quantum-well superluminescent diodes emitting at 1 550 nm ［J］. Quant. Electron.， 2003， 33（6）： 511-514. doi: 10.1070/qe2003v033n06abeh002427http://dx.doi.org/10.1070/qe2003v033n06abeh002427

XIAO Z X， HUANG Y Z， YANG Y D， et al. Single-mode unidirectional-emission circular-side hexagonal resonator microlasers ［J］. Opt. Lett.， 2017， 42（7）： 1309-1312. doi: 10.1364/ol.42.001309http://dx.doi.org/10.1364/ol.42.001309

ZOU L X， HUANG Y Z， LIU B W， et al. Thermal and high speed modulation characteristics for AlGaInAs/InP microdisk lasers ［J］. Opt. Express， 2015， 23（3）： 2879-2888. doi: 10.1364/oe.23.002879http://dx.doi.org/10.1364/oe.23.002879

VAN CAMPENHOUT J， ROJO-ROMEO P， REGRENY P， et al. Electrically pumped InP-based microdisk lasers integrated with a nanophotonic silicon-on-insulator waveguide circuit ［J］. Opt. Express， 2007， 15（11）： 6744-6749. doi: 10.1364/oe.15.006744http://dx.doi.org/10.1364/oe.15.006744

MUNSCH M， CLAUDON J， MALIK N S， et al. Room temperature， continuous wave lasing in microcylinder and microring quantum dot laser diodes ［J］. Appl. Phys. Lett.， 2012， 100（3）： 031111-1-4. doi: 10.1063/1.3678031http://dx.doi.org/10.1063/1.3678031

YANG Y D， XIAO J L， LIU B W， et al. Mode characteristics and vertical radiation loss for AlGaInAs/InP microcylinder lasers ［J］. J. Opt. Soc. Am. B， 2015， 32（3）： 439-444. doi: 10.1364/josab.32.000439http://dx.doi.org/10.1364/josab.32.000439

唐水晶，李贝贝，肖云峰. 回音壁模式光学微腔传感［J］. 物理， 2019， 48（3）： 137-147.

TANG S J， LI B B， XIAO Y F. Optical sensing with whispering-gallery microcavities ［J］. Physics， 2019， 48（3）： 137-147. （in Chinese）

CHOI I， LEE K， LEE C R， et al. Application of hexagonal boron nitride to a heat-transfer medium of an InGaN/GaN quantum-well green LED ［J］. ACS Appl. Mater. Interfaces， 2019， 11（20）： 18876-18884. doi: 10.1021/acsami.9b05320http://dx.doi.org/10.1021/acsami.9b05320

WANG J， FENG M X， ZHOU R， et al. Thermal characterization of electrically injected GaN-based microdisk lasers on Si ［J］. Appl. Phys. Express， 2020， 13（7）： 074002-1-5. doi: 10.35848/1882-0786/ab95f0http://dx.doi.org/10.35848/1882-0786/ab95f0

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