The optical gain characteristics of high Al-content AlGaN quantum wells (QWs) are analyzed for deep UV lasers. The effect of crystal-field split-off hole (CH) and heavy-hole (HH) bands crossover on the gain characteristics of AlGaN QW with AlN barriers is analyzed. Attributing to the strong transition between conduction–CH bands, the TM spontaneous emission recombination rate is enhanced significantly for high Al-content AlGaN QWs. Large TM-polarized material gain is shown as achievable for high Al-content AlGaN QWs, which indicates the feasibility of TM lasing for lasers emitting at .
REFERENCES
1.
R. M.
Farrell
, D. F.
Feezell
, M. C.
Schmidt
, D. A.
Haeger
, K. M.
Kelchner
, K.
Iso
, H.
Yamada
, M.
Saito
, K.
Fujito
, D. A.
Cohen
, J. S.
Speck
, S. P.
DenBaars
, and S.
Nakamura
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
46
, L761
(2007
).2.
M. H.
Kim
, M. F.
Schubert
, Q.
Dai
, J. K.
Kim
, E. F.
Schubert
, J.
Piprek
, and Y.
Park
, Appl. Phys. Lett.
91
, 183507
(2007
).3.
N.
Tansu
, H.
Zhao
, G.
Liu
, X. H.
Li
, J.
Zhang
, H.
Tong
, and Y. K.
Ee
, IEEE Photonics Journal
2
, 236
(2010
).4.
Y. K.
Ee
, P.
Kumnorkaew
, R. A.
Arif
, H.
Tong
, H.
Zhao
, J. F.
Gilchrist
, and N.
Tansu
, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
15
, 1218
(2009
).5.
Y. K.
Ee
, X. H.
Li
, J. E.
Biser
, W.
Cao
, H. M.
Chan
, R. P.
Vinci
, and N.
Tansu
, J. Cryst. Growth
312
, 1311
(2010
).6.
S. H.
Park
, J.
Park
, and E.
Yoon
, Appl. Phys. Lett.
90
, 023508
(2007
).7.
R. A.
Arif
, Y. K.
Ee
, and N.
Tansu
, Appl. Phys. Lett.
91
, 091110
(2007
).8.
R. A.
Arif
, H.
Zhao
, and N.
Tansu
, IEEE J. Quantum Electron.
44
, 573
(2008
).9.
H.
Zhao
, R. A.
Arif
, and N.
Tansu
, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
15
, 1104
(2009
).10.
H.
Zhao
, G. S.
Huang
, G.
Liu
, X. H.
Li
, J. D.
Poplawsky
, S.
Tafon Penn
, V.
Dierolf
, and N.
Tansu
, Appl. Phys. Lett.
95
, 061104
(2009
).11.
H.
Zhao
and N.
Tansu
, J. Appl. Phys.
107
, 113110
(2010
).12.
H.
Zhao
, R. A.
Arif
, and N.
Tansu
, J. Appl. Phys.
104
, 043104
(2008
).13.
H.
Zhao
, G.
Liu
, R. A.
Arif
, and N.
Tansu
, Solid-State Electron.
54
, 1119
(2010
).14.
A.
Yasan
, R.
McClintock
, K.
Mayes
, D.
Shiell
, L.
Gautero
, S. R.
Darvish
, P.
Kung
, and M.
Razeghi
, Appl. Phys. Lett.
83
, 4701
(2003
).15.
A. J.
Fischer
, A. A.
Allerman
, M. H.
Crawford
, K. H. A.
Bogart
, S. R.
Lee
, R. J.
Kaplar
, W. W.
Chow
, S. R.
Kurtz
, K. W.
Fullmer
, and J. J.
Figiel
, Appl. Phys. Lett.
84
, 4762
(2004
).16.
V.
Adivarahan
, S.
Wu
, J. P.
Zhang
, A.
Chitnis
, M.
Shatalov
, V.
Mandavilli
, R.
Gaska
, and M. A.
Khan
, Appl. Phys. Lett.
84
, 3394
(2004
).17.
Z.
Ren
, Q.
Sun
, S. Y.
Kwon
, J.
Han
, K.
Davitt
, Y. K.
Song
, A. V.
Nurmikko
, H. K.
Cho
, W.
Liu
, J. A.
Smart
, and L. J.
Schowalter
, Appl. Phys. Lett.
91
, 051116
(2007
).18.
A. V.
Sampath
, M. L.
Reed
, C.
Chua
, G. A.
Garrett
, G.
Dang
, E. D.
Readinger
, H.
Shen
, A.
Usikov
, O.
Kovalenkov
, L.
Shapovalova
, V. A.
Dmitriev
, N. M.
Johnson
, and M.
Wraback
, Phys. Status Solidi C
5
, 2303
(2008
).19.
C. G.
Moe
, M. L.
Reed
, G. A.
Garrett
, A. V.
Sampath
, T.
Alexander
, H.
Shen
, M.
Wraback
, Y.
Bilenko
, M.
Shatalov
, J.
Yang
, W.
Sun
, J.
Deng
, and R.
Gaska
, Appl. Phys. Lett.
96
, 213512
(2010
).20.
Y.
Sakai
, Y.
Zhu
, S.
Sumiya
, M.
Miyoshi
, M.
Tanaka
, and T.
Egawa
, Jpn. J. Appl. Phys.
49
, 022102
(2010
).21.
Y.
Taniyasu
and M.
Kasu
, Appl. Phys. Lett.
96
, 221110
(2010
).22.
H.
Hirayama
, N.
Noguchi
, and N.
Kamata
, Appl. Phys. Express
3
, 032102
(2010
).23.
T.
Takano
, Y.
Narita
, A.
Horiuchi
, and H.
Kawanishi
, Appl. Phys. Lett.
84
, 3567
(2004
).24.
M.
Kneissl
, Z.
Yang
, M.
Teepe
, C.
Knollenberg
, O.
Schmidt
, P.
Kiesel
, N. M.
Johnson
, S.
Schujman
, and L. J.
Schowalter
, J. Appl. Phys.
101
, 123103
(2007
).25.
V. N.
Jmerik
, A. M.
Mizerov
, A. A.
Sitnikova
, P. S.
Kop’ev
, S. V.
Ivanov
, E. V.
Lutsenko
, N. P.
Tarasuk
, N. V.
Rzheutskii
, and G. P.
Yablonskii
, Appl. Phys. Lett.
96
, 141112
(2010
).26.
H.
Yoshida
, M.
Kuwabara
, Y.
Yamashita
, K.
Uchiyama
, and H.
Kan
, Appl. Phys. Lett.
96
, 211122
(2010
).27.
H.
Yoshida
, M.
Kuwabara
, Y.
Yamashita
, Y.
Takagi
, K.
Uchiyama
, and H.
Kan
, New J. Phys.
11
, 125013
(2009
).28.
M.
Kneissl
, D. W.
Treat
, M.
Teepe
, N.
Miyashita
, and N. M.
Johnson
, Appl. Phys. Lett.
82
, 25
(2003
).29.
C.
Chen
, M.
Shatalov
, E.
Kuokstis
, V.
Adivarahan
, M.
Gaevski
, S.
Rai
, and M.
Asif Khan
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
43
, L1099
(2004
).30.
T. M.
Al Tahtamouni
, N.
Nepal
, J. Y.
Lin
, H. X.
Jiang
, and W. W.
Chow
, Appl. Phys. Lett.
89
, 131922
(2006
).31.
K. B.
Nam
, J.
Li
, M. L.
Nakarmi
, J. Y.
Lin
, and H. X.
Jiang
, Appl. Phys. Lett.
84
, 25
(2004
).32.
W. W.
Chow
, M.
Kneissl
, J. E.
Northrup
, and N. M.
Johnson
, Appl. Phys. Lett.
90
, 101116
(2007
).33.
W. W.
Chow
and M.
Kneissl
, J. Appl. Phys.
98
, 114502
(2005
).34.
S. H.
Park
and S. L.
Chuang
, Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process.
78
, 107
(2004
).35.
S. H.
Park
, Semicond. Sci. Technol.
24
, 035002
(2009
).36.
S. L.
Chuang
, IEEE J. Quantum Electron.
32
, 1791
(1996
).37.
S. L.
Chuang
and C. S.
Chang
, Semicond. Sci. Technol.
12
, 252
(1997
).38.
39.
H.
Zhao
, R. A.
Arif
, Y. K.
Ee
, and N.
Tansu
, IEEE J. Quantum Electron.
45
, 66
(2009
).40.
I.
Vurgaftman
and J. R.
Meyer
, in Nitride Semiconductor Devices
, edited by J.
Piprek
(Wiley
, New York
, 2007
), Chap. 2.41.
I.
Vurgaftman
and J. R.
Meyer
, J. Appl. Phys.
94
, 3675
(2003
).© 2010 American Institute of Physics.
2010
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.