Theoretical analysis of lasing characteristics of stacked lnGaN quantum dot lasers from atomic scale

原子尺度叠层氮化镓量子点激光器激光特性的理论分析

基本信息

  • 批准号:
    12650004
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.6万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have analyzed the electronic structures of ln_<0.2>Ga_<0.8>N pyramidal quantum dots (QDs) in a GaN barrier layer using a polarization-potential dependent sp^3 tight-binding method. A valence-force-field method using the Keating potential was used for the strain and atom-position calculations. For the QD with the diameter 86.4 A, height of 20.8 A, and facet inclination angle of 30 degree, the maximum piezoelectric field is calculated to be1.64 MV/cm. The energy gap shows a red shift of 0.100 eV due to the quantum-confined Stark effect. The field causes a spatial separation of the electron and hole wave functions in the QD. The number of electron-hole pairs, which can screen the field totally, is estimated as a function of the diameter. We find that 13 electron-hole pairs are required for the complete field screening for the QD with the diameter 86.4 A. In experiments by Damilano et al., the photoluminescence peak energy, E_<PL>, of 2.71 eV (at room temperature) was measured for the MBE-grown In_<0.2>Ga_<0.8>N QDs with the similar QD size ; diameter = 100 A, heitht = 20 A. Eg = 2.706 eV for the pyramidal QD is in better agreement with the measured energy, E_<PL> = 2.71 eV, than Eg = 2.502 eV for the prismatic QD.
利用极化势相关的sp^3紧密结合方法分析了氮化镓势垒层中ln_<0.2>Ga_<0.8>N金字塔量子点(QDs)的电子结构。采用基廷势的价力场法计算了应变和原子位置。对于直径86.4 A、高20.8 A、面倾角为30度的QD,计算得到最大压电场为1.64 MV/cm。由于受量子限制的斯塔克效应,能隙显示出0.100 eV的红移。该场导致量子点中电子波函数和空穴波函数的空间分离。电子-空穴对的数量可以完全屏蔽场,估计为直径的函数。我们发现直径为86.4 A的量子点需要13个电子空穴对才能完成场屏蔽。在Damilano等的实验中,在相似量子点尺寸的_<0.2>Ga_<0.8>N量子点中生长的mbe,测得其光致发光峰值能量为2.71 eV(室温);直径= 100a,高度= 20a。锥体QD的Eg = 2.706 eV比棱柱形QD的Eg = 2.502 eV更符合测量能量E_<PL> = 2.71 eV。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
T.Saito: "Electronic Structure of InCaN Quantum Dots in GaN : Atomic Scale Calculations"Extended Abstracts of 2000 Int.Conf.on Solid State Devices and Materials (Sendai, Japan, Aug.29-31, 2000). (2000)
T.Saito:“GaN 中 InCaN 量子点的电子结构:原子尺度计算”2000 年固态器件和材料国际会议的扩展摘要(日本仙台,2000 年 8 月 29-31 日)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T. Saito, and Y. Arakawa: ""Effects of internal piezoelectric field on electronic states of InGaN quantum dots grown on GaN,""J. of Crystal Growth. (in press).
T. Saito 和 Y. Arakawa:“内部压电场对在 GaN 上生长的 InGaN 量子点的电子态的影响”,J.
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Saito: "Electronic states of GaN-based quantum dots"Proc.of 5th Symp.on Atomic-Scale Surface and Interface Dynamics (Tokyo, Japan, March 1-2,2001).. 45-48 (2001)
T.Saito:“基于 GaN 的量子点的电子态”Proc.of 5th Symp.on Atomic-Scale Surface and Interface Dynamics(日本东京,2001 年 3 月 1-2 日).. 45-48 (2001)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Saito: "Quantum confined electronic states in In GaN dots embedded in GaN"Proc. of 27th Int. Symp. on Compound Semiconductors. 285-290 (2000)
T.Saito:“嵌入 GaN 中的 In GaN 点中的量子限制电子态”Proc。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Saito: "Quantum confined electronic states in InGaN dots embedded in GaN : Tight-binding calculation"Proc.of 27th Int.Symp.on Compound Semiconductors, Monterey, California, 2000. (in press). (2001)
T.Saito:“嵌入 GaN 中的 InGaN 点中的量子限制电子态:紧束缚计算”Proc.of 27th Int.Symp.on 化合物半导体,蒙特利,加利福尼亚州,2000 年。(印刷中)。
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SAITO Toshio其他文献

On a vanishing identity of the adjoint Reidemeister torsion
伴随雷德迈斯特挠率的消失恒等式
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    ICHIHARA Kazuhiro;ITO Tetsuya;SAITO Toshio;金 英子;北別府悠;Kanako Oshiro;山口 祥司;金 英子;山口 祥司
  • 通讯作者:
    山口 祥司
Adjoint Reidemeister torsion for hyperbolic once-punctured torus bundles
双曲一次刺穿环面束的伴随 Reidemeister 扭转
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
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  • 作者:
    ICHIHARA Kazuhiro;ITO Tetsuya;SAITO Toshio;金 英子;北別府悠;Kanako Oshiro;山口 祥司
  • 通讯作者:
    山口 祥司
Chirally Cosmetic Surgeries and Casson Invariants
手性整容手术和卡森不变量
  • DOI:
    10.3836/tjm/1502179325
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    ICHIHARA Kazuhiro;ITO Tetsuya;SAITO Toshio
  • 通讯作者:
    SAITO Toshio
組ひもに関するいくつかの問題について
关于编织的一些问题
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    ICHIHARA Kazuhiro;ITO Tetsuya;SAITO Toshio;金 英子
  • 通讯作者:
    金 英子
Coase Ricci curvature on hypergraphs
超图上的科斯·里奇曲率
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    ICHIHARA Kazuhiro;ITO Tetsuya;SAITO Toshio;金 英子;北別府悠
  • 通讯作者:
    北別府悠

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利用 Heegaard 理论研究纽结
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    24740041
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    2012
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    $ 1.6万
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杜氏肌营养不良症生物标志物的开发和新的治疗方法
  • 批准号:
    23591290
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 1.6万
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    19320101
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    2007
  • 资助金额:
    $ 1.6万
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    14550003
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 1.6万
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GaN相关半导体量子点的电子结构和发射机制的原子尺度研究
  • 批准号:
    10650001
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 1.6万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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    08650029
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 1.6万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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半导体界面位点控制杂质层的电子态及其在控制能带不连续性中的应用
  • 批准号:
    05650023
  • 财政年份:
    1993
  • 资助金额:
    $ 1.6万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Concording Medieval English Metrical Romances by Computer
用计算机协调中世纪英语格律浪漫曲
  • 批准号:
    04610280
  • 财政年份:
    1992
  • 资助金额:
    $ 1.6万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Concording Medieval English Metrical Romances by Computer
用计算机协调中世纪英语格律浪漫曲
  • 批准号:
    01510277
  • 财政年份:
    1989
  • 资助金额:
    $ 1.6万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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