Professor Arthur Gossard’s seminal contributions to fundamental physics often overshadow the immense impact he has had on advancing the performance and functionality of electronic and photonic devices. This paper attempts to, at least in part, capture this important aspect of Gossard’s continuing research contributions by reviewing three disparate examples, along with their device applications: epitaxial regrowth, digital alloy growth, and metal:semiconductor nanocomposites.
REFERENCES
1.
J. J.
Hsieh
and C. C.
Shen
, Appl. Phys. Lett.
30
, 429
(1977
). 2.
M.
Hirao
, A.
Doi
, S.
Tsuji
, M.
Nakamura
, and K.
Aiki
, J. Appl. Phys.
51
, 4539
(1980
). 3.
K.
Utaka
, S.
Akiba
, K.
Sakai
, and Y.
Matsushima
, Electron. Lett.
17
, 961
(1981
). 4.
I.
Mito
, M.
Kitamura
, K.
Kobayashi
, S.
Murata
, M.
Seki
, Y.
Odagiri
, H.
Nishimoto
, M.
Yamaguchi
, and K.
Kobayashi
, J. Lightwave Technol.
1
, 195
(1983
). 5.
R. S.
Tucker
and I. P.
Kaminow
, J. Lightwave Technol.
2
, 385
(1984
). 6.
M.
Nishimoto
, K.
Ishizaki
, K.
Maekawa
, Y.
Liang
, K.
Kitamura
, and S.
Noda
, Appl. Phys. Express
7
, 092703
(2014
). 7.
W. K.
Liu
et al., J. Cryst. Growth
311
, 1979
(2009
). 8.
D. J.
Ironside
, A. M.
Skipper
, T. A.
Leonard
, M.
Radulaski
, T.
Sarmiento
, P.
Dhingra
, M. L.
Lee
, J.
Vučković
, and S. R.
Bank
, Cryst. Growth Des.
19
, 3085
(2019
). 9.
Y.
Wei
, D. W.
Scott
, Y.
Dong
, A. C.
Gossard
, and M. J.
Rodwell
, IEEE Electron Device Lett.
25
, 232
(2004
). 10.
D. W.
Scott
, Y.
Wei
, Y.
Dong
, A. C.
Gossard
, and M. J.
Rodwell
, IEEE Electron Device Lett.
25
, 360
(2004
). 11.
G. J.
Burek
, M. A.
Wistey
, U.
Singisetti
, A.
Nelson
, B. J.
Thibeault
, S. R.
Bank
, M. J.
Rodwell
, and A. C.
Gossard
, J. Cryst. Growth
311
, 1984
(2009
). 12.
U.
Singisetti
et al., Phys. Status Solidi C
6
, 1394
(2009
). 13.
M. A.
Wistey
, U.
Singisetti
, A. K.
Baraskar
, G. J.
Burek
, A. C.
Gossard
, and M. J. W.
Rodwell
, “Improved migration-enhanced epitaxy for self-aligned InGaAs devices,” in Proceedings of EMC (University Park, PA, 2009); available at https://web.ece.ucsb.edu/Faculty/rodwell/publications_and_presentations/publications/2009_6_june_wistey_EMC_digest.pdf. EMC 2009 was in University Park, PA.14.
U.
Singisetti
et al., IEEE Electron Device Lett.
30
, 1128
(2009
). 15.
M. A.
Wistey
, A. K.
Baraskar
, U.
Singisetti
, G. J.
Burek
, B.
Shin
, E.
Kim
, P. C.
McIntyre
, A. C.
Gossard
, and M. J. W.
Rodwell
, J. Vac. Sci. Technol. B
33
, 011208
(2015
). 16.
U.
Singisetti
et al., in IEEE International Conference on Indium Phosphide & Related Materials
(IEEE, Newport Beach, CA, 2009), pp. 120–123.17.
F. E.
Allegretti
and T.
Nishinaga
, J. Cryst. Growth
156
, 1
(1995
). 18.
H.
Kroemer
, RCA Rev.
18
, 332
(1957
).19.
H.
Kroemer
, Int. J. Mod. Phys. B
16
, 677
(2002
). 20.
F.
Capasso
, Ann. Rev. Mater. Sci.
16
, 263
(1986
). 21.
22.
F.
Capasso
, Science
235
, 172
(1987
). 23.
F.
Capasso
, H. M.
Cox
, A. L.
Hutchinson
, N. A.
Olsson
, and S. G.
Hummel
, Appl. Phys. Lett.
45
, 1193
(1984
). 24.
J. P.
Harbison
, L. D.
Peterson
, and J.
Levkoff
, J. Cryst. Growth
81
, 34
(1987
). 25.
K.
Onabe
, Jpn. J. Appl. Phys.
21
, L323
(1982
). 26.
M.
Kawabe
, N.
Matsuura
, K.
Toda
, and H.
Inuzuka
, Jpn. J. Appl. Phys.
21
, 439
(1982
). 27.
M.
Kawabe
, M.
Kondo
, N.
Matsuura
, and K.
Yamamoto
, Jpn. J. Appl. Phys.
22
, L64
(1983
). 28.
W.
Geißelbrecht
, U.
Pfeiffer
, A.
Thränhardt
, U.
Klütz
, A. C.
Gossard
, and G. H.
Döhler
, J. Cryst. Growth
201
, 163
(1999
). 29.
30.
M.
Sundaram
, A.
Wixforth
, R. S.
Geels
, A. C.
Gossard
, and J. H.
English
, J. Vac. Sci. Technol. B
9
, 1524
(1991
). 31.
Y. H.
Zhang
, J. Cryst. Growth
150
, 838
(1995
). 32.
E.
Hall
, H.
Kroemer
, and L. A.
Coldren
, J. Cryst. Growth
203
, 447
(1999
). 33.
A. G.
Norman
et al., Appl. Phys. Lett.
73
, 1844
(1998
). 34.
J. P.
André
, A.
Deswarte
, E.
Lugagne-delpon
, P.
Voisin
, and P.
Ruterana
, J. Electron. Mater.
23
, 141
(1994
). 35.
S.
Jourba
, M.
Gendry
, O.
Marty
, M.
Pitaval
, and G.
Hollinger
, Appl. Phys. Lett.
75
, 220
(1999
). 36.
V. A.
Kulbachinskii
, R. A.
Lunin
, V. A.
Rogozin
, V. G.
Mokerov
, Y. V.
Fedorov
, Y. V.
Khabarov
, and A.
De Visser
, Semicond. Sci. Technol.
17
, 947
(2002
). 37.
S. M.
Wang
, T. G.
Andersson
, W. Q.
Chen
, U.
Södervall
, and J.
Thordson
, J. Cryst. Growth
135
, 455
(1994
). 38.
T.
Nakayama
and H.
Kamimura
, J. Phys. Soc. Jpn.
54
, 4726
(1985
). 39.
M.
Recio
, J. L.
Castaño
, and F.
Briones
, Jpn. J. Appl. Phys.
27
, 1204
(1988
). 40.
Y.
Taniyasu
and M.
Kasu
, Appl. Phys. Lett.
99
, 7
(2011
). 41.
L.
Esaki
and R.
Tsu
, IBM J. Res. Dev.
14
, 61
(1970
). 42.
R. C.
Miller
, A. C.
Gossard
, D. A.
Kleinman
, and O.
Munteanu
, Phys. Rev. B
29
, 3740
(1984
). 43.
R. C.
Miller
, D. A.
Kleinman
, and A. C.
Gossard
, Phys. Rev. B
29
, 7085
(1984
). 44.
R. C.
Miller
, A. C.
Gossard
, and D. A.
Kleinman
, Phys. Rev. B
32
, 5443
(1985
). 45.
R.
Dingle
, H. L.
Störmer
, A. C.
Gossard
, and W.
Wiegmann
, Appl. Phys. Lett.
33
, 665
(1978
). 46.
M.
Sundaram
, A. C.
Gossard
, and P. O.
Holtz
, J. Appl. Phys.
69
, 2370
(1991
). 47.
M.
Sundaram
and A. C.
Gossard
, J. Appl. Phys.
73
, 251
(1993
). 48.
W.
Walukiewicz
, P. F.
Hopkins
, M.
Sundaram
, and A. C.
Gossard
, Phys. Rev. B
44
, 10909
(1991
). 49.
B. I.
Halperin
, Jpn. J. Appl. Phys.
26
, 1913
(1987
). 50.
E. G.
Gwinn
, R. M.
Westervelt
, P. F.
Hopkins
, A. J.
Rimberg
, M.
Sundaram
, and A. C.
Gossard
, Phys. Rev. B
39
, 6260
(1989
). 51.
A.
Wixforth
, M.
Sundaram
, K.
Ensslin
, J. H.
English
, and A. C.
Gossard
, Appl. Phys. Lett.
56
, 454
(1990
). 52.
W. W.
Bewley
, C. L.
Felix
, J. J.
Plombon
, M. S.
Sherwin
, M.
Sundaram
, P. F.
Hopkins
, and A. C.
Gossard
, Phys. Rev. B
48
, 2376
(1993
). 53.
J. H.
Baskey
, A. J.
Rimberg
, S.
Yang
, R. M.
Westervelt
, P. F.
Hopkins
, and A. C.
Gossard
, Appl. Phys. Lett.
61
, 1573
(1992
). 54.
M.
Sundaram
, A.
Wixforth
, P. F.
Hopkins
, and A. C.
Gossard
, J. Appl. Phys.
72
, 1460
(1992
). 55.
M. G.
Peters
, B. J.
Thibeault
, D. B.
Young
, J. W.
Scott
, F. H.
Peters
, A. C.
Gossard
, and L. A.
Coldren
, Appl. Phys. Lett.
63
, 3411
(1993
). 56.
M. H.
Reddy
, A.
Huntington
, D.
Buell
, R.
Koda
, E.
Hall
, and L. A.
Coldren
, Appl. Phys. Lett.
80
, 3509
(2002
). 57.
M. H.
Reddy
, D. A.
Buell
, D.
Feezell
, T.
Asano
, R.
Koda
, A. S.
Huntington
, and L. A.
Coldren
, IEEE Photonics Technol. Lett.
15
, 891
(2003
). 58.
C. S.
Wang
, R.
Koda
, A. S.
Huntington
, A. C.
Gossard
, and L. A.
Coldren
, J. Cryst. Growth
277
, 13
(2005
). 59.
P. M.
Abseck
, D. L.
Miller
, R. A.
Milano
, J. S.
Harris
, G. R.
Kaelin
, and R.
Zucca
, “(Ga, Al)As/GaAs bipolar transistors for digital integrated circuits,” in 1981 International Electron Devices Meeting
(IEEE, Washington DC, 1981), pp. 629–632. 60.
J. R.
Hayes
, F.
Capasso
, R. J.
Malik
, A. C.
Gossard
, and W.
Wiegmann
, “Elimination of the emitter/collector offset voltage in heterojunction bipolar transistors,” in 1983 International Electron Devices Meeting
(IEEE, Washington DC, 1983), pp. 686–689. 61.
R. C.
Gee
, C. L.
Lin
, C. W.
Farley
, C. W.
Seabury
, J. A.
Higgins
, P. D.
Kirchner
, J. M.
Woodall
, and P. M.
Abseck
, Electron. Lett.
29
, 850
(1993
). 62.
63.
B. L.
Kasper
and J. C.
Campbell
, J. Lightwave Technol.
5
, 1351
(1987
). 64.
J. C.
Campbell
, “Advances in photodetectors,” in Optical Fiber Telecommunications V A:Components and Subsystems (Elsevier Inc., New York, 2008), pp. 221–268.65.
A.
Rogalski
, P.
Martyniuk
, and M.
Kopytko
, Appl. Phys. Rev.
4
, 031304
(2017
). 66.
P. J.
Ker
, A. R.
Marshall
, A. B.
Krysa
, J. P.
David
, and C. H.
Tan
, “InAs electron avalanche photodiodes with 580 GHz gain-bandwidth product,” in Technical Digest − 2012 17th Opto-Electronics and Communications Conference, OECC 2012
(IEEE, Busan, South Korea, 2012), pp. 220–221. 67.
W.
Sun
, S. J.
Maddox
, S. R.
Bank
, and J. C.
Campbell
, Device Res. Conf. Conf. Dig.
49
, 47
(2014
).68.
R. K.
Kawakami
, E.
Johnston-Halperin
, L. F.
Chen
, M.
Hanson
, N.
Guébels
, J. S.
Speck
, A. C.
Gossard
, and A. A.
Awschalom
, Appl. Phys. Lett.
77
, 2379
(2000
). 69.
T. C.
Kreutz
, G.
Zanelatto
, E. G.
Gwinn
, and A. C.
Gossard
, Appl. Phys. Lett.
81
, 4766
(2003
). 70.
T. C.
Kreutz
, W. D.
Allen
, G.
Zanelatto
, E. G.
Gwinn
, and A. C.
Gossard
, Phys. Rev. B
70
, 1
(2004
). 71.
L. G.
Vaughn
, L. R.
Dawson
, E. A.
Pease
, L. F.
Lester
, H.
Xu
, Y.
Jiang
, and A. L.
Gray
, Phys. Simul. Optoelectron. Devices XIII
5722
, 307
(2005
).72.
S. J.
Maddox
, S. D.
March
, and S. R.
Bank
, Cryst. Growth Des.
16
, 3582
(2016
). 73.
M. E.
Woodson
, M.
Ren
, S. J.
Maddox
, Y.
Chen
, S. R.
Bank
, and J. C.
Campbell
, Appl. Phys. Lett.
108
, 081102
(2016
). 74.
S. R.
Bank
, J. C.
Campbell
, S. J.
Maddox
, M.
Ren
, A. K.
Rockwell
, M. E.
Woodson
, and S. D.
March
, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
24
, 3800407
(2018
).75.
A. K.
Rockwell
et al., Appl. Phys. Lett.
113
, 102106
(2018
). 76.
M.
Ren
, S. J.
Maddox
, M. E.
Woodson
, Y.
Chen
, S. R.
Bank
, and J. C.
Campbell
, J. Lightwave Technol.
35
, 2380
(2017
). 77.
A.-K.
Rockwell
, Y.
Yuan
, A. H.
Jones
, S. D.
March
, S. R.
Bank
, and J. C.
Campbell
, IEEE Photonics Technol. Lett.
30
, 1048
(2018
). 78.
Y.
Yuan
, J.
Zheng
, A. K.
Rockwell
, S. D.
March
, S. R.
Bank
, and J. C.
Campbell
, IEEE Photonics Technol. Lett.
31
, 315
(2019
). 79.
A. H.
Jones
, A.-K.
Rockwell
, S. D.
March
, Y.
Yuan
, S. R.
Bank
, and J. C.
Campbell
, IEEE Photonics J.
31
, 1948
(2019
).80.
M.
Ren
, S. J.
Maddox
, M. E.
Woodson
, Y.
Chen
, S. R.
Bank
, and J. C.
Campbell
, Appl. Phys. Lett.
108
, 191108
(2016
). 81.
Y.
Lyu
et al., J. Cryst. Growth
482
, 70
(2018
). 82.
X.
Yi
, S.
Xie
, B.
Liang
, L. W.
Lim
, J. S.
Cheong
, M. C.
Debnath
, D. L.
Huffaker
, C. H.
Tan
, and J. P.
David
, Nat. Photonics
13
, 683
(2019
). 83.
A. H.
Jones
, S. D.
March
, S. R.
Bank
, and J. C.
Campbell
, Nat. Photonics
14
, 559
(2020
). 84.
F.
Capasso
and G. F.
Williams
, IEEE Trans. Nucl. Sci.
30
, 381
(1983
). 85.
M.
Ren
, S.
Maddox
, Y.
Chen
, M.
Woodson
, J. C.
Campbell
, and S.
Bank
, Appl. Phys. Lett.
108
, 081101
(2016
). 86.
J.
Cibert
, P. M.
Petroff
, G. J.
Dolan
, S. J.
Pearton
, A. C.
Gossard
, and J. H.
English
, Appl. Phys. Lett.
49
, 1275
(1986
). 87.
A.
Imamoglu
, D. D.
Awschalom
, G.
Burkard
, D. P.
DiVincenzo
, D.
Loss
, M.
Sherwin
, and A.
Small
, Phys. Rev. Lett.
83
, 4204
(1999
). 88.
J. C.
Norman
et al., IEEE J. Quantum Electron.
55
, 1
(2019
).89.
A. C.
Gossard
and V.
Jaccarino
, Proc. Phys. Soc.
80
, 877
(1962
). 90.
A. C.
Gossard
, T. Y.
Kometani
, and J. H.
Wernick
, J. Appl. Phys.
39
, 849
(1968
). 91.
E.
Bucher
, K.
Andres
, F. J.
Di Salvo
, J. P.
Maita
, A. C.
Gossard
, A. S.
Cooper
, and G. W.
Hull
, Phys. Rev. B
11
, 500
(1975
). 92.
S.
Gupta
, S.
Sethi
, and P. K.
Bhattacharya
, Appl. Phys. Lett.
62
, 1128
(1993
). 93.
S. J.
Allen
, N.
Tabatabaie
, C. J.
Palmstrøm
, G. W.
Hull
, T.
Sands
, F.
DeRosa
, H. L.
Gilchrist
, and K. C.
Garrison
, Phys. Rev. Lett.
62
, 2309
(1989
). 94.
D. R.
Schmidt
, A. G.
Petukhov
, M.
Foygel
, J. P.
Ibbetson
, and S. J.
Allen
, Phys. Rev. Lett.
82
, 823
(1999
). 95.
C. C.
Bomberger
, M. R.
Lewis
, L. R.
Vanderhoef
, M. F.
Doty
, and J. M. O.
Zide
, J. Vac. Sci. Technol. B
35
, 030801
(2017
). 96.
J. K.
Kawasaki
, B. D.
Schultz
, H.
Lu
, A. C.
Gossard
, and C. J.
Palmstrøm
, Nano Lett.
13
, 2895
(2013
). 97.
M. P.
Hanson
, A. C.
Gossarw
, and E. R.
Brown
, Appl. Phys. Lett.
89
, 111908
(2006
). 98.
J. P.
Feser
, D.
Xu
, H.
Lu
, Y.
Zhao
, A.
Shakouri
, A. C.
Gossard
, and A.
Majumdar
, Appl. Phys. Lett.
103
, 103102
(2013
). 99.
H.
Lu
, P. G.
Burke
, A. C.
Gossard
, G.
Zeng
, A. T.
Ramu
, J. H.
Bahk
, and J. E.
Bowers
, Adv. Mater.
23
, 2377
(2011
). 100.
C.
Kadow
, S. B.
Fleischer
, J. P.
Ibbetson
, J. E.
Bowers
, A. C.
Gossard
, J. W.
Dong
, and C. J.
Palmstrøm
, Appl. Phys. Lett.
75
, 3548
(1999
). 101.
C.
Kadow
, A. W.
Jackson
, A. C.
Gossard
, S.
Matsuura
, and G. A.
Blake
, Appl. Phys. Lett.
76
, 3510
(2000
). 102.
J. E.
Bjarnason
, T. L.
Chan
, A. W.
Lee
, E. R.
Brown
, D. C.
Driscoll
, M.
Hanson
, A. C.
Gossard
, and R. E.
Muller
, Appl. Phys. Lett.
85
, 3983
(2004
). 103.
J. F.
O’Hara
, J. M.
Zide
, A. C.
Gossard
, A. J.
Taylor
, and R. D.
Averitt
, Appl. Phys. Lett.
88
, 1
(2006
).104.
H.-T.
Chen
, W. J.
Padilla
, J. M. O.
Zide
, S. R.
Bank
, A. C.
Gossard
, A. J.
Taylor
, and R. D.
Averitt
, Opt. Lett.
32
, 1620
(2007
). 105.
D. C.
Driscoll
, M.
Hanson
, C.
Kadow
, and A. C.
Gossard
, Appl. Phys. Lett.
78
, 1703
(2001
). 106.
M.
Sukhotin
, E. R.
Brown
, A. C.
Gossard
, D.
Driscoll
, M.
Hanson
, P.
Maker
, and R.
Muller
, Appl. Phys. Lett.
82
, 3116
(2003
). 107.
U.
Nandi
, J. C.
Norman
, A. C.
Gossard
, H.
Lu
, and S.
Preu
, J. Infrared Millim. Terahertz Waves
39
, 340
(2018
). 108.
U.
Nandi
, F. R.
Faridi
, A. D.
Olvera
, J.
Norman
, H.
Lu
, A. C.
Gossard
, and S.
Preu
, “High dynamic range THz systems using ErAs:In(Al)GaAs photoconductors,” in IMWS-AMP 2019—2019 IEEE MTT-S International Microwave Workshop Series on Advanced Materials and Processes for RF and THz Applications
(IEEE, Bochum, Germany, 2019), p. 115. 109.
J. M.
Zide
, D. O.
Klenov
, S.
Stemmer
, A. C.
Gossard
, G.
Zeng
, J. E.
Bowers
, D.
Vashaee
, and A.
Shakouri
, Appl. Phys. Lett.
87
, 112102
(2005
). 110.
W.
Kim
, J.
Zide
, A.
Gossard
, D.
Klenov
, S.
Stemmer
, A.
Shakouri
, and A.
Majumdar
, Phys. Rev. Lett.
96
, 1
(2006
).111.
J. M.
Zide
, D.
Vashaee
, Z. X.
Bian
, G.
Zeng
, J. E.
Bowers
, A.
Shakouri
, and A. C.
Gossard
, Phys. Rev. B
74
, 1
(2006
).112.
V.
Narayanamurti
, H. L.
Störmer
, M. A.
Chin
, A. C.
Gossard
, and W.
Wiegmann
, Phys. Rev. Lett.
43
, 2012
(1979
). 113.
114.
115.
J. D.
Zimmerman
, E. R.
Brown
, and A. C.
Gossard
, J. Vac. Sci. Technol. B
23
, 1929
(2005
). 116.
A. C.
Young
, J. D.
Zimmerman
, E. R.
Brown
, and A. C.
Gossard
, Appl. Phys. Lett.
88
, 073518
(2006
). 117.
U.
Singisetti
, J. D.
Zimmerman
, M. A.
Wistey
, J.
Cagnon
, B. J.
Thibeault
, M. J.
Rodwell
, A. C.
Gossard
, S.
Stemmer
, and S. R.
Bank
, Appl. Phys. Lett.
94
, 10
(2009
). 118.
J. D.
Zimmerman
, A. C.
Gossard
, A. C.
Young
, M. P.
Miller
, and E. R.
Brown
, J. Vac. Sci. Technol. B
24
, 1483
(2006
). 119.
P.
Pohl
et al., Appl. Phys. Lett.
83
, 4035
(2003
). 120.
H. P.
Nair
, A. M.
Crook
, and S. R.
Bank
, Appl. Phys. Lett.
96
, 222104
(2010
). 121.
J. M.
Zide
, A.
Kleiman-Shwarsctein
, N. C.
Strandwitz
, J. D.
Zimmerman
, T.
Steenblock-Smith
, A. C.
Gossard
, A.
Forman
, A.
Ivanovskaya
, and G. D.
Stucky
, Appl. Phys. Lett.
88
, 162103
(2006
). 122.
M.
Eckardt
et al., Physica E
17
, 629
(2003
). 123.
F.
Renner
et al., Phys. Status Solidi A
202
, 965
(2005
). 124.
M. W.
Wiemer
, H. B.
Yuen
, V. A.
Sabnis
, M. J.
Sheldon
, and I.
Fushman
, “Functional integration of dilute nitrides into high efficiency III-V solar cells,” U.S. patent 2010/0319764 A1 (December 23, 2010).125.
L. A.
Coldren
, J. Vac. Sci. Technol. A
39
, 010801
(2021
). © 2021 Author(s).
2021
Author(s)
You do not currently have access to this content.