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3.3 µm interband-cascade resonant-cavity light-emitting diode with narrow spectral emission linewidth

Authors :
Michael Bahriz
Cyril Paranthoen
Guilhem Almuneau
Alexei N. Baranov
Daniel A. Diaz-Thomas
Thomas Batte
Stephane Calvez
Eric Tournié
Oleksandr Stepanenko
Laurent Cerutti
Gilles Patriarche
Christophe Levallois
Institut d’Electronique et des Systèmes (IES)
Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Composants à Nanostructure pour le moyen infrarouge (NANOMIR)
Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Équipe Photonique (LAAS-PHOTO)
Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS)
Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Institut des Fonctions Optiques pour les Technologies de l'informatiON (Institut FOTON)
Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie (ENSSAT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N)
Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
ANR
ANR-16-CE24-0011,MIMIC-SEL,VCSEL antimoniure métamorphique à cascade quantique interbande pour le moyen infrarouge(2016)
Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)
Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie (ENSSAT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Semiconductor Science and Technology, Semiconductor Science and Technology, IOP Publishing, 2020, 35 (12), pp.125029. ⟨10.1088/1361-6641/abbebc⟩, Semiconductor Science and Technology, 2020, 35 (12), pp.125029. ⟨10.1088/1361-6641/abbebc⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

We demonstrate an interband cascade resonant cavity light emitting diode (IC-RCLED) operating near 3.3 µm at room temperature. The device is composed of a Sb-based type-II interband-cascade active zone enclosed between two distributed Bragg mirrors (DBR). The bottom high reflective DBR is composed of GaSb/AlAsSb quarter-wave layers. A metamorphic III-As region is grown after the active zone to benefit from the AlOx technology for efficient electro-optical confinement. The structure is finished with a top ZnS/Ge dielectric DBR. The devices with oxide aperture ranging from 5 µm to 35 µm were studied in the continuous wave regime. The fabricated IC-RCLEDs operated up to 80 °C (set-up limited) and exhibited narrow emission spectra with a full width half maximum of 21 nm, which is 20 times smaller compared with conventional IC-LEDs. The narrow emission line and its weak temperature dependence make the fabricated devices very attractive for low cost gas sensors.

Details

Language :
English
ISSN :
02681242 and 13616641
Database :
OpenAIRE
Journal :
Semiconductor Science and Technology, Semiconductor Science and Technology, IOP Publishing, 2020, 35 (12), pp.125029. ⟨10.1088/1361-6641/abbebc⟩, Semiconductor Science and Technology, 2020, 35 (12), pp.125029. ⟨10.1088/1361-6641/abbebc⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....2bd1cba45dc228b66f4495c9e1a3f96d
Full Text :
https://doi.org/10.1088/1361-6641/abbebc⟩