Mid-infrared intersubband absorption from p-Ge quantum wells with Si0.5Ge0.5 barriers grown on a Si substrate is demonstrated from 6 to 9 μm wavelength at room temperature and can be tuned by adjusting the quantum well thickness. Fourier transform infra-red transmission and photoluminescence measurements demonstrate clear absorption peaks corresponding to intersubband transitions among confined hole states. The work indicates an approach that will allow quantum well intersubband photodetectors to be realized on Si substrates in the important atmospheric transmission window of 8–13 μm.
References
1.
R.
Soref
, Proc. SPIE
6898
, 689809
(2008
).2.
L.
Baldassarre
, E.
Sakat
, J.
Frigerio
, A.
Samarelli
, K.
Gallacher
, E.
Calandrini
, G.
Isella
, D. J.
Paul
, M.
Ortolani
, and P.
Biagioni
, Nano Lett.
15
, 7225
(2015
).3.
A.
Rogalski
, J. Appl. Phys.
93
, 4355
(2003
).4.
L.
Meriggi
, M. J.
Steer
, Y.
Ding
, I. G.
Thayne
, C.
MacGregor
, C. N.
Ironside
, and M.
Sorel
, J. Appl. Phys.
117
, 063101
(2015
).5.
R. P. G.
Karunasiri
, J. S.
Park
, Y. J.
Mii
, and K. L.
Wang
, Appl. Phys. Lett.
57
, 2585
(1990
).6.
J. S.
Park
, R. P. G.
Karunasiri
, and K. L.
Wang
, Appl. Phys. Lett.
61
, 681
(1992
).7.
M.
De Seta
, G.
Capellini
, Y.
Busby
, F.
Evangelisti
, M.
Ortolani
, M.
Virgilio
, G.
Grosso
, G.
Pizzi
, A.
Nucara
, and S.
Lupi
, Appl. Phys. Lett.
95
, 051918
(2009
).8.
D. J.
Paul
, Laser Photonics Rev.
4
, 610
(2010
).9.
G.
Isella
, D.
Chrastina
, B.
Rössner
, T.
Hackbarth
, H.-J.
Herzog
, U.
König
, and H.
von Känel
, Solid-State Electron.
48
, 1317
(2004
).10.
S.
Cecchi
, E.
Gatti
, D.
Chrastina
, J.
Frigerio
, E.
Müller Gubler
, D. J.
Paul
, M.
Guzzi
, and G.
Isella
, J. Appl. Phys.
115
, 093502
(2014
).11.
P.
Boucaud
, L.
Wu
, F.
Julien
, J.-M.
Lourtioz
, I.
Sagnes
, Y.
Campidelli
, and P.-A.
Badox
, Appl. Surf. Sci.
102
, 342
(1996
).12.
P.
Kruck
, M.
Helm
, T.
Fromherz
, G.
Bauer
, J. F.
Nützel
, and G.
Abstreiter
, Appl. Phys. Lett.
69
, 3372
(1996
).13.
D. J.
Paul
, Phys. Rev. B
77
, 155323
(2008
).14.
G.
Karunasiri
, S. J.
Chua
, J. S.
Park
, and K. L.
Wang
, Mater. Sci. Eng., B
35
, 463
(1995
).15.
R. W.
Millar
, K.
Gallacher
, A.
Samarelli
, J.
Frigerio
, D.
Chrastina
, G.
Isella
, T.
Dieing
, and D. J.
Paul
, Opt. Express
23
, 18193
(2015
).16.
F.
Pezzoli
, E.
Bonera
, E.
Grilli
, M.
Guzzi
, S.
Sanguinetti
, D.
Chrastina
, G.
Isella
, H.
von Känel
, E.
Wintersberger
, J.
Stangl
, and G.
Bauer
, Mater. Sci. Semicond. Process.
11
, 279
(2008
).17.
P.
Kruck
, A.
Weichselbaum
, M.
Helm
, T.
Fromherz
, G.
Bauer
, J.
Nützel
, and G.
Abstreiter
, Superlattices Microstruct.
23
, 61
(1998
).18.
R. C.
Newman
, J. Phys.: Condens. Matter
12
, R335
(2000
).19.
D. C.
Larrabee
, G. A.
Khodaparast
, J.
Kono
, K.
Ueda
, Y.
Nakajima
, M.
Nakai
, S.
Sasa
, M.
Inoue
, K. I.
Kolokolov
, J.
Li
, and C. Z.
Ning
, Appl. Phys. Lett.
83
, 3936
(2003
).20.
T.
Kotani
, M.
Arita
, K.
Hoshino
, and Y.
Arakawa
, Appl. Phys. Lett.
108
, 052102
(2016
).21.
S.
Sauvage
, P.
Boucaud
, F. H.
Julien
, O.
Gauthier-Lafaye
, V.
Berger
, and J.
Nagle
, Appl. Phys. Lett.
71
, 1183
(1997
).© 2016 AIP Publishing LLC.
2016
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
