ผลกระทบของการลดความหนาของชั้นคั่นที่มีต่อสมบัติโพลาไรซ์โฟโตลูมิเนสเซนซ์ของควอนตัมดอตอินเดียมอาร์เซไนด์ซ้อนทับหลายชั้นบนพื้นผิวลายตาราง

อภิชาติ จิตตรง

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:	Songphol.K@Chula.ac.th,songphol.k@gmail.com
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

Show full item record