The photoluminescence quantum efficiencies of a series of Ga(N,As,P)/GaP multiple quantum wells are analyzed. The external quantum efficiencies are derived from the absorbed and the emitted light intensities measured using an integrating sphere mounted inside a closed-cycle helium cryostat. By taking into account the device layer sequences as well as internal reflections and reabsorption, the internal quantum efficiencies yield values above 90% for all samples at cryogenic temperatures. The temperature-dependence of the quantum efficiencies as a function of active quantum well layer design reveal the internal interfaces as remaining growth challenge in these heterostructures.
REFERENCES
1.
H.
Rong
, R.
Jones
, A.
Liu
, O.
Cohen
, D.
Hak
, A.
Fang
, and M.
Paniccia
, Nature
433
, 725
–728
(2005
).2.
J.
Arbiol
, C.
Magen
, P.
Becker
, G.
Jacopin
, A.
Chernikov
, S.
Schäfer
, F.
Furtmayr
, M.
Tchernycheva
, L.
Rigutti
, J.
Teubert
, S.
Chatterjee
, J. R.
Morante
, and M.
Eickhoff
, Nanoscale
4
, 7517
–7524
(2012
).3.
R.
Chen
, T. -T. D.
Tran
, K. W.
Ng
, W. S.
Ko
, L. C.
Chuang
, F. G.
Sedgwick
, and C.
Chang-Hasnain
, Nat. Photonics
5
, 170
–175
(2011
).4.
T.
Wang
, H.
Liu
, A.
Lee
, F.
Pozzi
, and A.
Seeds
, Opt. Express
19
, 11381
–11386
(2011
).5.
R. E.
Camacho-Aguilera
, Y.
Cai
, N.
Patel
, J. T.
Bessette
, M.
Romagnoli
, L. C.
Kimerling
, and J.
Michel
, Opt. Express
20
, 11316
–11320
(2012
).6.
J.
Liu
, X.
Sun
, R.
Camacho-Aguilera
, L. C.
Kimerling
, and J.
Michel
, Opt. Lett.
35
, 679
–681
(2010
).7.
C.
Lange
, N.
Köster
, S.
Chatterjee
, H.
Sigg
, D.
Chrastina
, G.
Isella
, H.
von Känel
, M.
Schäfer
, M.
Kira
, and S.
Koch
, Phys. Rev. B
79
, 201306
–R
(2009
).8.
J.
Liu
, X.
Sun
, D.
Pan
, X.
Wang
, L. C.
Kimerling
, T. L.
Koch
, and J.
Michel
, Opt. Express
15
, 11272
–11277
(2007
).9.
L.
Cerutti
, J. B.
Rodriguez
, and E.
Tournie
, IEEE Photon. Technol. Lett.
22
, 553
–555
(2010
).10.
B.
Kunert
, K.
Volz
, J.
Koch
, and W.
Stolz
, Appl. Phys. Lett.
88
, 182108
(2006
).11.
Y.
Hiroo
, Semicond. Sci. Technol.
17
, 762
(2002
).12.
K.
Volz
, A.
Beyer
, W.
Witte
, J.
Ohlmann
, I.
Németh
, B.
Kunert
, and W.
Stolz
, J. Cryst. Growth
315
, 37
–47
(2011
).13.
K. M.
Yu
, W.
Walukiewicz
, J. W.
Ager
, D.
Bour
, R.
Farshchi
, O. D.
Dubon
, S. X.
Li
, I. D.
Sharp
, and E. E.
Haller
, Appl. Phys. Lett.
88
, 092110
(2006
).14.
J.
Chamings
, S.
Ahmed
, A. R.
Adams
, S. J.
Sweeney
, V. A.
Odnoblyudov
, C. W.
Tu
, B.
Kunert
, and W.
Stolz
, Phys. Status Solidi B
246
, 527
–531
(2009
).15.
B.
Kunert
, K.
Volz
, I.
Nemeth
, and W.
Stolz
, J. Lumin.
121
, 361
–364
(2006
).16.
S.
Borck
, S.
Chatterjee
, B.
Kunert
, K.
Volz
, W.
Stolz
, J.
Heber
, W. W.
Rhle
, N. C.
Gerhardt
, and M. R.
Hofmann
, Appl. Phys. Lett.
89
, 031102
(2006
).17.
N.
Koukourakis
, C.
Bckers
, D. A.
Funke
, N. C.
Gerhardt
, S.
Liebich
, S.
Chatterjee
, C.
Lange
, M.
Zimprich
, K.
Volz
, W.
Stolz
, B.
Kunert
, S. W.
Koch
, and M. R.
Hofmann
, Appl. Phys. Lett.
100
, 092107
(2012
).18.
S.
Liebich
, M.
Zimprich
, A.
Beyer
, C.
Lange
, D. J.
Franzbach
, S.
Chatterjee
, N.
Hossain
, S. J.
Sweeney
, K.
Volz
, B.
Kunert
, and W.
Stolz
, Appl. Phys. Lett.
99
, 071109
(2011
).19.
W. T.
Tsang
, R.
Kapre
, M. C.
Wu
, and Y. K.
Chen
, Appl. Phys. Lett.
61
, 755
(1992
).20.
N.
Chand
, E. E.
Becker
, J. P.
van der Ziel
, S. N. G.
Chu
, and N. K.
Dutta
, Appl. Phys. Lett.
58
, 1704
(1991
).21.
T.
Chen
, L.
Eng
, B.
Zhao
, Y.
Zhuang
, S.
Sanders
, H.
Morkoc
, and A.
Yariv
, IEEE J. Quantum Electron.
26
, 1183
–1190
(1990
).22.
F.
Beffa
, H.
Jackel
, M.
Achtenhagen
, C.
Harder
, and D.
Erni
, Appl. Phys. Lett.
77
, 2301
(2000
).23.
C.
Karcher
, K.
Jandieri
, B.
Kunert
, R.
Fritz
, M.
Zimprich
, K.
Volz
, W.
Stolz
, F.
Gebhard
, S.
Baranovskii
, and W.
Heimbrodt
, Phys. Rev. B
82
, 245309
(2010
).24.
N.
Hossain
, S. R.
Jin
, S.
Liebich
, M.
Zimprich
, K.
Volz
, B.
Kunert
, W.
Stolz
, and S. J.
Sweeney
, Appl. Phys. Lett.
101
, 011107
(2012
).25.
R.
Westphäling
, S.
Bauer
, C.
Klingshirn
, A.
Reznitsky
, and S.
Verbin
, J. Cryst. Growth
185
, 1072
–1075
(1998
).26.
I.
Buss
, M.
Cryan
, D.
Ho
, G.
Nash
, M.
Haigh
, I.
Craddock
, C.
Railton
, and J.
Rarity
, “3D modelling of enhanced surface emission using surface roughening
,” in 2006 Conference on Lasers and Electro-Optics and 2006 Quantum Electronics and Laser Science Conference
(IEEE
, 2006
), pp. 1
–2
.27.
B.
Kunert
, K.
Volz
, J.
Koch
, and W.
Stolz
, J. Cryst. Growth
298
, 121
–125
(2007
).28.
N.
Hossain
, T. J. C.
Hosea
, S. J.
Sweeney
, S.
Liebich
, M.
Zimprich
, K.
Volz
, B.
Kunert
, and W.
Stolz
, J. Appl. Phys.
110
, 063101
(2011
).29.
S.
Imhof
, C.
Wagner
, A.
Chernikov
, M.
Koch
, K.
Kolata
, N. S.
Köster
, S.
Chatterjee
, S. W.
Koch
, X.
Lu
, S. R.
Johnson
, D. A.
Beaton
, T.
Tiedje
, O.
Rubel
, and A.
Thränhardt
, Phys. Status Solidi B
248
, 851
–854
(2011
).30.
O.
Rubel
, M.
Galluppi
, S. D.
Baranovskii
, K.
Volz
, L.
Geelhaar
, H.
Riechert
, P.
Thomas
, and W.
Stolz
, J. Appl. Phys.
98
, 063518
(2005
).31.
M.
Bass
, C.
DeCusatis
, J.
Enoch
, V.
Lakshminarayanan
, G.
Li
, C.
MacDonald
, V.
Mahajan
, and E. V.
Stryland
, Handbook of Optics, Volume II: Design, Fabrication and Testing, Sources and Detectors, Radiometry and Photometry
, 3rd ed. (McGraw-Hill Professional
, 2009
).© 2013 AIP Publishing LLC.
2013
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
