III-nitride-on-silicon L3 photonic crystal cavities with resonances down to 315 nm and quality factors (Q) up to 1085 at 337 nm have been demonstrated. The reduction of the quality factor with decreasing wavelength is investigated. Besides the quantum well absorption below 340 nm, a noteworthy contribution is attributed to the residual absorption present in thin AlN layers grown on silicon, as measured by spectroscopic ellipsometry. This residual absorption ultimately limits the Q factor to around 2000 at 300 nm when no active layer is present.
References
1.
S.
Arafin
, X.
Liu
, and Z.
Mi
, J. Nanophotonics
7
, 074599
(2013
).2.
M.
Soltani
, R.
Soref
, T.
Palacios
, and D.
Englund
, Opt. Express
24
, 25415
(2016
).3.
A. W.
Bruch
, K.
Xiong
, H.
Jung
, X.
Guo
, C.
Zhang
, J.
Han
, and H. X.
Tang
, Appl. Phys. Lett.
110
, 021111
(2017
).4.
N.
Vico Triviño
, M.
Minkov
, G.
Urbinati
, M.
Galli
, J.-F.
Carlin
, R.
Butté
, V.
Savona
, and N.
Grandjean
, Appl. Phys. Lett.
105
, 231119
(2014
).5.
W. H. P.
Pernice
, C.
Xiong
, C.
Schuck
, and H. X.
Tang
, Appl. Phys. Lett.
100
, 091105
(2012
).6.
N.
Vico Triviño
, G.
Rossbach
, U.
Dharanipathy
, J.
Levrat
, A.
Castiglia
, J.-F.
Carlin
, K. A.
Atlasov
, R.
Butté
, R.
Houdré
, and N.
Grandjean
, Appl. Phys. Lett.
100
, 071103
(2012
).7.
N.
Vico Triviño
, R.
Butté
, J.-F.
Carlin
, and N.
Grandjean
, Nano Lett.
15
, 1259
(2015
).8.
I.
Rousseau
, I.
Sanchez-Arribas
, K.
Shojiki
, J.-F.
Carlin
, R.
Butté
, and N.
Grandjean
, Phys. Rev. B
95
, 125313
(2017
).9.
D.
Néel
, S.
Sergent
, M.
Mexis
, D.
Sam-Giao
, T.
Guillet
, C.
Brimont
, T.
Bretagnon
, F.
Semond
, B.
Gayral
, S.
David
, X.
Checoury
, and P.
Boucaud
, Appl. Phys. Lett.
98
, 261106
(2011
).10.
M.
Arita
, S.
Ishida
, S.
Kako
, S.
Iwamoto
, and Y.
Arakawa
, Appl. Phys. Lett.
91
, 051106
(2007
).11.
M.
Stegmaier
, J.
Ebert
, J. M.
Meckbach
, K.
Ilin
, M.
Siegel
, and W. H. P.
Pernice
, Appl. Phys. Lett.
104
, 091108
(2014
).12.
D.
Sam-Giao
, D.
Néel
, S.
Sergent
, B.
Gayral
, M. J.
Rashid
, F.
Semond
, J. Y.
Duboz
, M.
Mexis
, T.
Guillet
, C.
Brimont
, S.
David
, X.
Checoury
, and P.
Boucaud
, Appl. Phys. Lett.
100
, 191104
(2012
).13.
T.-T.
Wu
, S.-Y.
Lo
, H.-M.
Huang
, C.-W.
Tsao
, T.-C.
Lu
, and S.-C.
Wang
, Appl. Phys. Lett.
102
, 191116
(2013
).14.
S.
Sergent
, M.
Arita
, S.
Kako
, K.
Tanabe
, S.
Iwamoto
, and Y.
Arakawa
, Appl. Phys. Lett.
101
, 101106
(2012
).15.
S.
Sergent
, M.
Arita
, S.
Kako
, S.
Iwamoto
, and Y.
Arakawa
, Appl. Phys. Lett.
100
, 121103
(2012
).16.
C.-H.
Lin
, J.-Y.
Wang
, C.-Y.
Chen
, K.-C.
Shen
, D.-M.
Yeh
, Y.-W.
Kiang
, and C. C.
Yang
, Nanotechnology
22
, 025201
(2011
).17.
I.
Roland
, Y.
Zeng
, X.
Checoury
, M.
El Kurdi
, S.
Sauvage
, C.
Brimont
, T.
Guillet
, B.
Gayral
, M.
Gromovyi
, J. Y.
Duboz
, F.
Semond
, M. P.
de Micheli
, and P.
Boucaud
, Opt. Express
24
, 9602
(2016
).18.
J.
Sellés
, V.
Crepel
, I.
Roland
, M.
El Kurdi
, X.
Checoury
, P.
Boucaud
, M.
Mexis
, M.
Leroux
, B.
Damilano
, S.
Rennesson
, F.
Semond
, B.
Gayral
, C.
Brimont
, and T.
Guillet
, Appl. Phys. Lett.
109
, 231101
(2016
).19.
I.
Roland
, Y.
Zeng
, Z.
Han
, X.
Checoury
, C.
Blin
, M.
El Kurdi
, A.
Ghrib
, S.
Sauvage
, B.
Gayral
, C.
Brimont
, T.
Guillet
, F.
Semond
, and P.
Boucaud
, Appl. Phys. Lett.
105
, 011104
(2014
).20.
M. S.
Mohamed
, A.
Simbula
, J.-F.
Carlin
, M.
Minkov
, D.
Gerace
, V.
Savona
, N.
Grandjean
, M.
Galli
, and R.
Houdré
, APL Photonics
2
, 031301
(2017
).21.
Y.
Akahane
, T.
Asano
, B.-S.
Song
, and S.
Noda
, Nature
425
, 944
(2003
).22.
E.
Kuramochi
, E.
Grossman
, K.
Nozaki
, K.
Takeda
, A.
Shinya
, H.
Taniyama
, and M.
Notomi
, Opt. Lett.
39
, 5780
(2014
).23.
Y.
Lai
, S.
Pirotta
, G.
Urbinati
, D.
Gerace
, M.
Minkov
, V.
Savona
, A.
Badolato
, and M.
Galli
, Appl. Phys. Lett.
104
, 241101
(2014
).24.
A. R. A.
Chalcraft
, S.
Lam
, D.
O'Brien
, T. F.
Krauss
, M.
Sahin
, D.
Szymanski
, D.
Sanvitto
, R.
Oulton
, M. S.
Skolnick
, A. M.
Fox
, D. M.
Whittaker
, H.-Y.
Liu
, and M.
Hopkinson
, Appl. Phys. Lett.
90
, 241117
(2007
).25.
M.
Bickermann
, B. M.
Epelbaum
, O.
Filip
, P.
Heimann
, S.
Nagata
, and A.
Winnacker
, Phys. Status Solidi C
7
, 21
(2010
).26.
P.
Lu
, R.
Collazo
, R. F.
Dalmau
, G.
Durkaya
, N.
Dietz
, and Z.
Sitar
, Appl. Phys. Lett.
93
, 131922
(2008
).27.
R.
Kriste
and Z.
Sitar
, in III-Nitride Semiconductors and Their Modern Devices
, edited by B.
Gil
(Oxford University Press
, Oxford, UK
, 2013
), p. 121
.28.
H.
Fujiwara
, Spectroscopic Ellipsometry: Principles and Applications
(John Wiley & Sons, Ltd
., Chichester, UK
, 2007
).29.
J. M.
Khoshman
and M. E.
Kordesch
, J. Non-Cryst. Solids
351
, 3334
(2005
).30.
J. H.
Davies
, The Physics of Low-Dimensional Semiconductors
(Cambridge University Press
, Cambridge, UK
, 1998
).© 2017 Author(s).
2017
Author(s)
You do not currently have access to this content.