(analysis of mqw ld dynamics using an approximate carner...

3 Ù ç È ³ ® î Ì ¿ ð ¨ » Ì ë Ñ M QW LDÇ ¿ û ¯ º Ø ® ý ² » â

å þ 9 8 - 3 5 D -- - ø

(Analysis of MQW LD dynamics using an approximatecarn er transport model)

ý ² » * Ë Î ´(Ja-Yong Koo a d Woo-Young Choi )

ä à

» í ® ¡ Â Ù ß Ô } ì ° ¹ Ì ú ð Ì À å Ç ¿ û ¯ º » Ø® Ï â § Ø ¤ ø ¡ Ç Ø ³ ® î ü Û Ì

Ö ü È Ù Â ¡ ¤ S© õ Î î ü Â Ç ñ ² æ¤ Ä » ¦ Ã Ï ´ Ù . ¦ Ã È ñ ² æ ¤ Ä » Ù Á ¸ Î ð ß Ô } ì

° ¹ Ì ú ð Ì À å Ç ÷ ù ú µ õ ä × ³ ù Ö Ä ö Ë ä Ç Ø® » Ã µ Ï ´ Ù . Ì Î Î Í , ¤ ó ó Â ¡

ì ° £ ³ ® î ü Û ¿ ú Ç µ â ¸ Î ì ° ¶ Ù ³ ® î ó µ ¡ Ò Õ Ï Ô Ã ® Î Ï ´ Ù . Ç Ñ ì ° Ç ³ ö ¡

¹ Æö é ì ° £ Ç ³ ® î ü Û Ç µ â ¸ Î ¯ ¶ Ó µ ¡ ¦ Ñ É ö Ö¸ ç , Im a- - ü § å ® Ì Ì ¯ Ñ

¡ » ³ ± Ï Â ¥ ¯ ® Ô » ® Î Ï ´ Ù . í Ó ÷ ¢ ¯ ¶ ¦ § Ñ Ù ß ç Ú ì ° ¹ Ì ú Ù Ì À å Ç Öû È

¸ ¶ ³ è Ã , » í ® ¡ ¦ Ã È Ø® æý º ¯ ë Ï Ô Ãë É Í ¸ Î â ë È Ù .

A b st rac t

A new set of M QW LD ra- Ä uan ons is prop sed that include the inter-w ell carn er UansÄ rt

eHa t assuming it is dominated by holes. Solv ing the rate q ua lm s, the DC u a m ent resp y1se of

M QW w as obtu nd a d it w as show n mat uneven Carn a p concentrations ex ist due b £ e inM well

carn er Uansp rt effect . In addit ion, it w as found m at me lu ge ru rt- v of quantum wells can lmHt

£ e LD md tnation s- d a d InGaA lA s ba n g s w ith smaner valence ba d of fset s cm have la ger

md tnation S½à ds. It i s exp Éted mat the prop sd ra- q uat ions cm find use- l applicat ions in

designing the opt imal M QW L D sV ucU res for Mgh sÄ d apblicanons-

Ð

~

M QW (M ult iple Qum t urn W en) ¸ P } ç ë Ç Â

¥ , × ¹ Î á GaA s è ¡ Â 4³ Ç QW Î4m H z [ 1] , h P è ¡ Â 2O³ Ç QW » ç ë ÷ ©

3m H z [2] Ç . 3- dB ¯ ¶ Ó µ ¦ ò Ã ö Ö ½Ì ¸ í

È Ù Ö Ù . × ¯ ª ì ° Ç ³ ö ¡ ¹ Æú æì Ö Ô

È ³ ® î ¡ ¢ ì ° î ö ü Þ Ç Â Ã £ Ì æ î ö ç

ì ° Ç § ¡ ¡ ì ó ³ ® î ¡ Ò Õ Ï Ï Ô Ð ÷ Ï Ô È

Ù . Ì ¯ Ñ ì ° £ ³ ® î ü Û Ç µ â ¸ Î L D Ç º É

ú Ï ¡ ý æ ö Ö ¸ ç , Ù ß Ô } ì ï ¸ ¶ Ç Ö û

¦ § Ø Â Ì ¡ ë Ñ ¤ ® Ñ Ø ® Ì Ê ä Ø ø Ù .

L D » Ç ì ° £ ³ ® î ü Û » Ø ® Ï Â æ ý ¸ Î

Â Poisson æ¤ Ä ú ¬ Ó æ¤ Ä (cont ¤1Uú Eq .)»

¹ Ì ú ð Ì À å (L D )Ç ÷ ¢ ¯ ¶ Ó µ ¦ â ó Ã °

â § Ø Â « ¡ ¿ Ì æ´ d u o m o - gU n), Û º

SCH (separ ate COM mo ner1t het - osm m ur e)ü Û Ã

£ , « ¤ Ú ý í Ã £ î Ç ¶ Ç » ¸ · Ã ° Â ¹ Ì ú

¸ ¶ ¡ Ê ä Ï Ù . ¯ ÷ , « ¡ ¿ Ì æÃ ò â § Ø Â

* á å ¬ , Å ¦ Þ Ê è ³ ï ¡ 4

(D xÌ d H a Uw Uc D g .,Ym U UMve g . )

Ø » ¬ ¸ Â 1H hdµ ³ ° Î Ð ú ¬ ¸ ¶ º ñ (Ý µ ¼

W- Eû ø )¡ Ç ÷ © ¬ ¸ Ç ú ½ .

Î ô í Ô 1¥ ´ 7Å ¾ í , ö ¤ Ï á Ï :19 ´ 9Å ± í

( 1 W 4 )

19%´ 11Å ³ ï Ê å å þ ¼ ¯ ¬ é Dº ¯ 11 Ü 3 9

© Ö í Ö Ù . × ² ¡ ¤ ø Ç Ì ¿ « » º Ç ± , ü Ú

Ç Ì ¿ « ¤ º ¡ ± ¸ Î ª ¸ » ú Ù . ü Ú Í ¤ ø º

¢ ¢ N - cladding , P- claddingþ » ë Ø SCH µ ª ¸

Î Ö Ô È Ù . Ö Ô È ³ ® î Ç ë Î Ð º ¥ ¿ ú ® ê

¸ Î SCH µ ª » ë ú Ï Ô Ç x Ï Î Â SCH µ ª ¡

r adiat iv e Ç Â nonradiati ve ü Â Î ç á Õ Ñ Ù .

SCH ¦ ë ú Ñ ³ ® î Â ¹ ø ° é « ° ¡ ÷ ¹

(captu re)Ç ç û © â (them - nic emi ssion ) Ç Â

Í Î µ (tunne£ ½g )¡ Ç Ø Î ¢ ì ° Î ü Þ Ç Å ª ,

radiat iv e Ç Â nonr adiat iv e ç á Õ » Ï è È Ù .

÷ ¢ ª Â æ ý [3,4] , W ign¤ û ö ¦ Ì ë Ï Â æý [

5,6] , ð ß Ô } ì ° Ç ò Õ ³ ® î ó µ ¦ Ì ë Ñ æ

ý [7] î Ì Ö Ù . Poi sson æ¤ Ä ú ¬ Ó æ¤ Ä » Ì

ë Ï Â æý º ì ° » ¡ ü Ú Í ¤ ø Ç ó µ ¯ ¡

ë Ñ Ä ú ì ° § Ç 3D ó Â ¡ ü Ú Í ¤ ø Ç óµ ¯ ¡ ë Ñ Ä , × ® í ¤ Ú Ð µ Í E - f id d Ç ¯

¡ ë Ñ Ä Õ ¸ Î Ì ç î ® Ö Ù . Ì æ ý º

bipo1ar t r a sp m¡ Coulomb ó £ Û ë » í Á Ò

ö Ö í , ì ° § Ê Ç 3D ó Â Ç ³ ® î ó µ î ö Ë

ö Ö Ù Â å ¡ Ì Ö ö ¸ , è ê Ì « ´ ¹ â Ï ç ì °

£ ³ ® î ü Û ¿ ú ¦ ÷ ü û ¸ Î Ë Æ¸ â û é Ù Â

Ü ¡ Ì Ö Ù . W ign¤ û ö ¦ µ Ô Ñ æì Â Ò ò ü

(non - q U HbHw n ) ó Â ¡ ³ ® î Ç ë è û Î Ð ÷

¦ W i gn¤ û ö Î á ¦ ç Ï í Ö Â ¥ , Ì æý ¡ Â

ø £ û ¸ Î ¬ Ó û Î ³ ® î Ç Ð ÷ ¦ Ë ö Ö ö ¸

L D Ç ¯ ¶ ¯ º » ¸ Ï â î ÆÙ Â Ü ¡ Ì Ö Ù . Ç Ñ ,

Ù ß Ô } ì ° Ç ò Õ ³ ® î ó µ ¦ Ì ë Ñ æ ý ¡

Â Ü Ï × 3 ° » ¦ ç Ï Â ñ ² æ¤ Ä ¸ Î Ù ß

Ô ä ° » Ø ® Ï © £ í Ñ Ø ® Ì â É Ñ Ý é ¡ ,

¢ ì ° ¡ Ç ³ ® î ó µ ¦ Ë ö ø í ì ° £ ³ ®

î ü Û ¡ ë Ñ ¤ ¸ ¦ ¦ ø Ï ö Ê Â Ù Â Ü ¡ Ì Ö

Ù .

× ² 1. MQW ID » Ç ³ ® î Ì ¿F|g . 1. Can . uanSP It m MQW ID .

» í ® Ö Â ü Ú ¸ ð Â ¤ ø Ì L D » ³ ® î Ç

Ì ¿ ú Ð ÷ ¡ Ö È µ â » Ì £ Ù Â ¡ » Ï ¡ â ¸

Ç ñ ² æ¤ Ä Ã ® å Ø ® ÷ © ¸ Ù £ í Ñ æ ý ¸

Î ì ° £ Ç ³ ® î ü Û Ì í Á È LD ¿ ´ ¯ º Ø

® » Ã µ Ï ´ Ù . ¸ ¼û ¸ Î Ù Ì î º ü ù Î ¡ Ã

¢ ì ° Ç ³ ® î ó µ Í ¤ Ú Ð µ Ç ú µ À ä × ¤

ó ó Â õ ä » ò ú í , Ì Î Î Í Ò Å £ Ø ® Ã ö à

Ï © ì ° £ ³ ® î ü Û Ì ¯ ¶ Ó µ ¡ Ì ¡ Â µ â

» ¶ ç Ï ´ Ù . » í ®Ç ¸ º º Ù ½ ú ° Ù . H å

¡ Â Ù ç È ³ ® î Ì ¿ ð ¨ » Ì ë Ñ M QW

L D Ç ñ ² æ ¤ Ä ¡ ü Ø ³ í Ï ´ í m å ¡ Â Ì ¦

Ì ë ÷ © M QW L D Ç ú µ À ä × Ö Ç ö À ä »

Ã µ Ï ´ Ù . ¶ ö · ¸ Î Wå ¡ Â » ¬ ¸ Ç á ú ¦

¤ ® Ï ´ Ù .

Ð ¡ à ù Ù Í ° Ì Ù ß × ì ° ¸ ¶ ¡

Ç ³ ® î Ç Ì ¿ » Ø ® Ï Â æ ý ¡ Â © ¯ ¡ ö ¡

Ö ¸ ç , ¢ ± Ç æý Ì × í ¯ å å Ü ¡ » ö Ï í Ö

Ù . » í ® ¡ Â ¸ Ù £ í Ï é µ ¤ ® Ñ Ø ® ï

§ Ø ³ ® î ü Û ¡ Ö î Ù ½ ú ° º ç × » ¡ ¤

Ï ´ Ù .

¹ ° , ³ ® î ü Û ú ¤ × Ð ÷ ¡ Â ¤ ø Ì Ö ä Ñ

µ â » Ì £ Ù . ¤ ø º ¯ ¿ ú È © â § ® ¡ ì °

¡ ÷ ¹ È Ä ¡ Â ± Ô ü ® ª Ã ö ø î Î ¢ ì ² Î

Ç ü Û Ì î Á ì ª , ü Ú Â ¯ ¿ ú È ÷ Æ ® ê ,

¤ ø ú Ç coulom b ó £ Û ë î ¡ Ç Ø ø £ û ¸ Î

Õ Ï Ï Ô Ð ÷ Ï â ± Ù . Ì â ¤ º b ip l ar ü Û ÃÚ ¼ Ï Ô Ø ® Ñ ¬ ¸ á ú [ 3,5] Í ñ ³ Ò § « « ®

¡ ø ½» Ë ö Ö Ù .

Ñ ° , SCH Î Î Í Ö Ô È ³ ® î Â ð Î ¹ ø °

ì ° ¡ ÷ ¹ Ç ç Î ¢ Ñ ì ° Î ø ÷ û ¸ Î ü Þ È Ù .

¤ ø Ì Ô } ì » ¡ ÷ ¹ Ç Â ò Õ Ã £ º 1@ A Ì Ï

Ç æÌ ¦ ® Â GaA SA IGaA s é « ° Ç æì O3ps- Ì ÷ Ì ç [8] , - Ì Ã £ º Ù ¥ « » Ì Ï î ª Â

ò Õ Ã £ ¸ Ù Î À ª Ù . × ¯ Ç ¾ SCH Î Î Í Ö

Ù ç È ³ ® î Ì ¿ ð ¨ » Ì ë Ñ

LD ñ ² æ¤ Ä

H

1. Ùç È ³ ® î Ì ¿ ð ¨

× ² 1º MQW LD » ¡ Ç ³ ® î Ç Ì ¿ » ¸

( 1 W 5 )

Ù ç È ³ ® î Ì ¿ ð ¨ » Ì ë Ñ M QW LDÇ ¿ ´ ¯ º Ø ® ý ² » âý

Ô È ³ ® î ð Î ¡ ¹ ø ° Ô « ° ¡ ÷ ¹ È Ù í

« « ® ø Ì ¡ » Ò ö Ö Ù . Ï Ü ì ° ¡ ÷ ¹ È ³

® î Â Í Î µ Ì ª û © â ¡ Ç Ø Î ¢ ì ° Î ü

Þ Ç Â ¥ , Í Î µ ¸ Î Ñ ³ Ì ó Ç ü § å ® » ö ª ³ ® î ¡ ü Û É ® ü º Å ì ¸ Ú Ï ç [9] , û

© â Ç î ü § å ® » ë ú Ï Â ³ ® î µ ª º ÷ ¹

Ã £ § ® ¡ ð Ù Î Î ¢ ì ° ¡ ÷ ¹ Ç â § ® ¡ Ñ

³ Ì ó Ç ü § å ® » Ñ ø ¡ Ù î Ñ î ü Û É ® ü µ

ñ Ü . Ì ¯ Ñ ¡ ¤ º Ù ß × ì ° » Ø ® ÑÙ ¥ æý [ 1O] ú µ Ï ¡ Ñ Ù .

2. ñ ² æ¤ Ä

» í ® ¡ Â § ¡ í Ç È ¡ ¤ » Ù Á ¸ Î N ³ Ç

ì ° » â ø M QW ¸ ¶ ¡ ë Ø Ù ½ú ° º õ Î î

ü Â Ç ñ ² æ¤ Ä » ¯ µ Ï ´ Ù .

a - d ý £r . z¤± ¯ ( 1 )== = - - - ÇÌ Ç Çf -¶

q

î = R(¶ /V¤ í £¥ ¦ - d POu - e9s,df rs r e r ±

( 2 )

Ñ = í £ ¦ - º £¦ - å - ,.mo u - e9 S,d t r e r e r ± - -

( 3 )

Ò p 1 P ±- 2 - P ±- 1 P P I - P ± - å £ - ¦- ® - = r e - r e r . ±

q a - - (1- g³ S,( 4 )

dP± p ±- 1- P±d - re a-% ( 5 )- un - - ( 1 - e9 S,

u an spor t t® eÌ Ù . GÂ ¤ Ì æÌ í Ù ½ ý ¡

³ í È æý ¸ Î è ê È á ú ¦ Î × û ö Î Ù ç Ï

© ç ë Ï ´ Ù . ì ° £ Ç ü Û º ´ © â , ü § å ®

¡ Ç ® ê × Ù ½ ì ° Î Ç ÷ ¹ , Í Î µ Ã í Á Ï© r c = [ 1/ ( r mg+ r M + r · ) + 1/ r m ] -1 Î

ð ¨ µ Ï ´ í , ì ° Î Î Í SCH Î Ç û © â Â í Á

Ï ö Ê Ò Ù

§ Ç ñ ² æ¤ Ä ¡ ë Ø ì ì ¸ é Ù ½ú ° Ù . Â

¯ º SCH Í ¢ ¢ Ç ì ° ¡ Ç ¤ ø Ç ó µ × ® í

¤ Ú Ð µ Ç Ã £ ¡ ë Ñ ¯ ² » ª ¸ » ç ì ¯ ¡ Â

× ª é Ç õ ¡ Ð × ¨ Ò ¤ í Á Ç î Ö Ù . ¤ ø

ó µ ¡ ë Ñ Ä ¡ Â bimolecular recombinat ion¸ Î

Î Ñ ¨ Ò Ð Ì PÎ ¸ Î . ² â Â ¡ Ç Ñ ¨ Ò Ð º

U÷ PP In - en s Î ¥ ö Ç î Ö Ù . Î ¢ ì ° Î Ç

» ø ü Û º , ¹ ¦ é î Ä (5) ¡ (P±- 2- Pp a re-

(P±- 1- P¤ / rc Î ¥ ö Ç î Ö Â ¥ , Ì Í º Ù Ã

a a rc- - - - t/ rc+ % / rc Î µ ö Ö ¸ ç , Î ¢ ì

° ¡ ü Û Ç î é î À Â õ ¡ Ð ( Pp d ¤ + % / rc)ú

Î ¢ ì ° Î ü ® ª â Â ¨ Ò Ð ( - 2% ¹ U Ç Õ ¸ Î

¼ ö Ö Ù . » í ® ¡ Â § Ç N +2÷ ñ ± ü ¬ ³

æ¤ Ä » Rure c tu ma æ ý » Ì ë Ï © ö ¡ û ¸ Î

Ø ® ÷ © ü ù ¡ Î ¡ Ç ú » § ì ° ¶ Ù Ç ¤ ø ó µ

× ¤ Ú Ð µ ¡ ë Ñ Ã £ Àä » ¸ Ï ´ Ù .

¯ ¶ À ä ( modulat ion respon se)» ò â § Ñ Ò

Å £ Ø ® ý º Ù ½ú ° Ù . ì ± Ä (1) ~ (6)Ç ñ ²

æ¤ Ä Ç ð ç ¯ ö ¦ Ù ½ ú ° Ì ñ Ù î Ø Ù [11,Z ] .

f = 4 + ý e± , Ps= Po + Ps ¤eM, P1= Pm+ A ¤e± ,

í = P· + % ¤e± ,̄ S= So+ s ¤em, d P1)

= G1o+ g 1o¤A ¤e±®, ¦ , d PJ = G· + g · ¤%

¤e± . © â , b , Pm, Pm, ¦ ,Pm, G1o,

GmÂ ¤ ó ó Â ¡ Ç ª é Ì ç § Ç ñ ² æ¤ Ä » û

Ð ÷ © ò » ö Ö Ù . × ® í ð ç ¯ ö Ñ Ò Å £ ¯

ö é Î ¤ ® Ï é N ³ Ç ì ° Ã § l Ù ß * } ì °

¹ Ì ú ð Ì À å ¡ ë Ø Ù ½ ú ° º Ò Å £ ñ ² æ

¤ Ä » ò » ö Ö Ù .

+ ® í )}( 1 - E-OSË = Dda p¤+ ¤

- À +© (R+( 6 )

¤¤+Po

§ ¡ PsÂ SCH ¡ ¤ ø Ç ó ¾ R , ¤ ¤ ¤, PnÂ

Ô « ° ¡ Ç ¤ ø Ç ó ¾ SÂ ¤ Ú Ð ¾ IÂ Ö

ÔÈ ü ù , Vm Â SCHÇ ¼û , VwÂ Ô « ° Ç

¼û , %Â group velocity, ¸ Â ¤ ¡ Òè ö , g Â

ga n compression factor Ì Ù . r sÂ SCH Um s-

Ä H £ ne, r nº bimolecular r-c ombinat ion time,

r pÂ ¤ Ú Ç U e £ ne, r cÂ inter-well can ter

ê¬ - é L - - ÷ - z .dr ai m r. r± . ¢ )

Ç L- Ps(Vgx/ V£ - * £R - 2L- ¯. ¤gm¤Soa - rs . re r± 1+e¤So

´ 8 )U£¤Gm

a - (1¬ . S£)2 ¤s

( 1 076 )

1H 8´ 11Å ³ ï Ê å å þ ¼ ¯ $ é Dº ¯ 11 Ü 4 1

- Z L %¤g. ¤&re re %- 1+e¤S£

p - %¤G·2 (1+ e ¤So)2

* £ ¤ - * £å( 9 )

( 1O )

P¤-2- %- 1- å å £ * - å £- rc re r±%®g(±- 1n ¤So . %¤Gu- -- 1+g¤So ¤P¾1- (1+ e ¤SÏ 2 ¤s

O.OO O.O2 O.O4 O.O6 O.O8 O.1 O

kt ( 1/A )¿ å ¾£ ÇÇ- ÇÇ- %¤gm¤So L - U. ¤Gmre % l +e¤So ¯ ± (1+ e ¤So)2

( a )( 1 1 )

O . O0Ð = n J - A - ( g m P 1+ ¦ + g p J + & 2 ( G o

q 1 + 6 o ± ½ · ( 1 + g S o) 2 £

. +Gal - +µ (P1+ ¤° ¤+pa¯ ®P ®± ®-O . O 1

~

m mO Og¹N,,®,,®,,®.,®q®,,,,

(12)

§ Ç N +2÷ ± ü ¬ ³ æ¤ Ä » Ù Ã ó Â ¯ ö ü Â

(sta te - vam ble for ty1)Î ¤ ® Ï © ¯ ¶ Ö Ç ö o ¡

ë Ñ ¤ Ú Ç â Â ¯ ¦ ò » ö Ö Ù . LÚÒ iO.OO O.O2 O.O4 O.O6

3. ¤ Ì æ

MQW O Ç Ú ¼ Ñ ¿ ´ Ø ® » § Ø Â ¤ ® Ñ

² Ì æ ª Ì Ê ä Ï ç » í ® ¡ Â Ù ½ ú ° º Ðµ à Ä » ö ¡ û ¸ Î Ø ® Ï © ² Ì æ » ¸ Ï ´ Ù [B] .

; -² Ýa-c | þ¤M £(ku) | ¢ Û- X J(H/ rU® ì =Ò è ² ÆÎ {Elu d - - q M S G- * Ç2- { * / rn}2lnGaAlAs bamer

/ - - ---P Eg-ao

(13)

© â , o Â ¤ Ú Ç ÆÓ ¦ p Â õ Ú ² , mº ¼ ý

ü , cÂ ² Ó , E oÂ Ú Í ø £ ¡ Ç ¯ ü ² , o Â

H amilt on ianÇ § Ê ú Æ¡ Ê blÄ k » ª ¸ » í , ¯

Â s¢ n state, l ú m º Î ê å Ç index , þº û Ç

í ² » ª ¸ » Â Ü § ¤ Í , M ÒÂ Ö Ø Ú ð à ®

¼ ( ç ) Í E t .( ç )º ¢ ¢ ü µ ë Ç l ø ° Î ê å Í

¡ µ Ú ë Ç m ø ° Î ê å Ç ¡ Ê ö , EGÂ ê å ® , V

Â Ô « ° Ç ¼û , r mº inu - - 1d r elax an on

DIne» ª ¸ ½ Ù . é Ø Ú ð à ® Í Ç ç Ferm i Ø § Â

¡ Ê ö ê å ¸ ¶ Î Î Í ò î ö ç » ¬ ¸ ¡ ¡ ü Ú

ë Ç ¡ Ê ö ê å ¸ ¶ Â k ¤p Ì Ð ¸ Î Î Í ¡ µ Ú ë

ç Õ ¿ ú ¦ í Á Ï © Ø ® Ï ´ Ù . × ² 2¡ Â ¥ 1¡

ª Í Ö Â QW ¸ ¶ ¡ ë Ñ ¡ ü Ú ë ê å ¸ ¶ Í Ì

Î Î Í ò î ø ² Ì æ è ê á ú ¦ ¸ © Ö í Ö Ù .

¬|nGaAsP barrier

-2 0 00 W

4 OOO ±

O 5 10 15 2 0

C a rr ie r C o nce nt rm o m - c m%

(c )

× ² 2 . ( a ) 70 A h m G a a A m m o-1ì b q G a .- A m gB L. ç Ú ì ° ¡ Ç E - k ü è (b ) 70 A h o.Ó

G a a A m m P m d m Ü Ù 5R oad s ç Ú ì ° ¡ Ç E - k ü è (c ) 1 .$ Ì û Ä å ¡ ³ ® î ó

µ ¯ ¡ û ¥ ¤ Ì æ ¯ F i g . 2 . ( a ) E - k Ie 1a n on f w 700 4A Ibtmm 7Ó7GG aýý 00.2B A mm .Ba

81Po.1® h d µ M¤ A . - n £ Q W (b ) E - k M an o n

f w 70 A h É ÓG a a A m a h -1® h u a Ù 051A b .11A s

Q W (c ) M Oc - g a i n as f tu m o r1 d ca n .

m - c m - B O o n a t 1 . m a n .

( 1 0 7 7 )

Ù ç È ³ ® î Ì ¿ ð ¨ Ã Ì ë Ñ MQW LDÇ ¿ û ¯ º Ø ®4 2 ý ² » â

ö ÖÙ.¥T a b ¤

Ã ° ¹ Ì Ç ¡ ç ë È ç Ú ì ° ¸ ¶QW structures usd for the si-

mulation.

ç Ú ì ° ü § å ® ê å ¸ ¶

[ ° º 1 3 ev

Ò ë n ¤v

1 % t e n s H W a in

ln o m G a £ £ A s £ g P O 42

(7 0 A )

½% Ä mpresa - st - in

In£ 77 Ga o l- A¤£. Po m

p o A )

~

1 % tensH sHa in

ln Ga A l A so¤¤ o5, £ , ,

(70 A ) O.O O.5 ½.O ½.5 2.O

Time( ns)

× ² 3 . t =O¡ IB@=1@nA¦ Î ¡ ß » § ¤ â Â Ç

Ã £ ¡ ë Ñ õ äR g . 3 . T ra d er1t resp nse of optical Ä wer for

1Ý =1@nA

m. Ø® á ú × í Ç

1. Ø ® ¡ ç ë È ¸ ¶ × Ä ó Ì Í

» ¬ ¸ ¡ Â ¥ 1¡ ª ¸ Í ú ° º Î ¡ ö

¸ ¶ Ç ü § å ® Ã ¡ ø M QW L D ¦ ñ ³ Ï ´ Ù . ÷

¿ Ì æ» Ö ë Ñ ô Ì â § Ï © Ô « ï ¡ Â com -

pressiv e st r ain » ¡ Ï ´ í , M QW ¸ ¶ ¡ Ç s- a n

relax at ion» æö Ï â § Ø ü § å ® ¡ Â tensile

su Un» ¡ Ï ´ Ù . ¥ 1¡ ª Í Ö Â Î ¸ ¶ Ç ü §

å ® º Î Ù Ð â ü Ú ë of fsetÃ â ¾ í Ö î

¤ ø Ç ü Û Ã £ Ì ¢ â Ù £ ç Ì Í Ì M QW L D

Ç ¿ û ¯ º ¡ Ì ¡ Â µ â » ñ ³ ¬ ¸ Ò ö Ö Ù .

Ó é ° ú ü § å ® Ç æÌ Â ð Î 70A Ì ç , SCH

Ç æÌ Â 8M A , cav i ty Ç æÌ Â 2· ¦ Î Ï ´ Ù .

4ø Õ ° Ç ° ú Ì ö Â V ega -dÇ ý ¢ ¡ Ø ÷ ©

± ü Ù ç ÷ © ç ë Ï ´ í , band of f setº md e1solid theor y [ 14] ¦ Ì ë ÷ © ¸ Ï ´ Ù . ñ ² æ ¤ Ä ¡

ç ë Ç Â Ã » ö é Ç ª º [ 11 ] ¡ ª Í Ö Â æ ý »

Ì ë ÷ © ¸ Ï ´ Ù .

¤ ó ó Â ¡ µ Þ Ñ Ä ¡ µ ¯ Ñ Ñ ì ° £ ³ ® î ü

Û Ã £ Ç µ â ¸ Î ì ° ¶ Ù ³ ® î ó P } Ù £ Ô

È Ù . × ³ 4Â bias ü ù Î ¡ Ã ¢ ì ° ¡ ¤ ø

ó µ Ç Ã £ ¡ ë Ñ ¯ ¦ ¸ © Ö í Ö Ù . × ² ¡

ô º ó µ ¦ ª ¸ » Â ± Ì P¢ Õ ¡ ¡ î î ì °

(QW 1)¡ Ø ç Ñ Ù . h Gó ¢ s ü § å ® Ç æì ´ × ²

4(b )), ü ù § Ö Ô Ì Ï î ª é ð ç ì ° Ç ¤ ø ó

µ ¡ ¿ Ã ¡ ß Ü × , ¤ ó ó Â ¡ µ ì ° £ Ç ¤ ø

ó P } ñ ³ û Õ Ï Ñ Í » ¼ ö Ö Ù . × ¯ ª ,

Id a - ü § å ® Ç æë × ² 4(a)), ì ° £ Ç ³ ®

î ü Û Ì Ï î ª Â ò Õ Ã £ Ì æâ § ® ¡ ü ù Ç

Î ¡ Ä N ¢ Õ ¡ ¡ î î ì ° (QW 6)Ç ó µ Â Ö Ô

È ü ù ¡ ë ÷ © ¡ ® Ý À Ï ö ø ÷ Â æâ Ã ¸ Î

Ù . Ï ö ¸ Ã £ Ì æú Ô ¡ ì ó QW 1~ QW 3 ¡

ý º È ¤ Ú Ç µ â ¸ Î QW 4 ~ QW 6Ç ¤ ø ó P }

ô Æö é ¤ ó ó Â ¡ Ì £ Â ö ó » ¼ ö Ö Ù .2. M QW I D Ç EÉ ú µ À ä ¯ º

ü § å ® Ç ô Ì ¡ ± ü û ¸ Î õ ¡ Ï é û © â

Ã £ Ì ö ö û ö û ¸ Î õ ¡ Ï Ç Î Ì ¡ û ó ì ° £

³ ® î ü Û Ã £ ( r c)µ õ ¡ Ï Ô È Ù . ü § å ® Ç

ô Ì ¡ · º æì ¤ ø Ì õ ¡ ® ð ç ì ï é ¡ ñ í

ç Ð ÷ Ò ö Ö Ô Ç ç , Ì Â ð ² â Â õ ä ¡ µ â

» Ì ¡ Ô È Ù . × ² 3º ñ Ì î º ü ù 1@nA ¦ Î

¡ ß » § ² â Â Ç Ã £ ¡ ë Ñ ¯ ¦ ª ¸ » í Ö

Ù . ü § å ® Ç ô Ì ¡ · º InGa m s ü § å ® Ç

æì ì ° £ ³ ® î ü Û Ã £ Ì Û â § ® ¡ õ ¡ ®¤ ó ó Â ¡ µ Þ Ï ç m m - on delay µ Û º Í » ¼

( m EO - ---- - £= a¤ c¤-uc££ oB¾

( a)

( 1 W 8 )

19%´ 11Å ³ ï Ê å å þ ¼ ¯ $ é Dº ¯ 11 Ü ³

Ù [U] . Ç Ñ , SCHÇ æÌ ¡ æî ö é SCH ü Û Ã

£ ( r s)Ì ¿ ö Ô Ç Â ¥ , SCH ü Û Ã £ º Ö Ä ö À

ä ¯ º ¡ Ñ ³ Ç Ç Ø¡ » ¸ é î » ç SCH ü

Û Ã £ Ì ¬ æì Ì Ø¡ Ç µ â ¸ Î ¯ ¶ ë ª ø Ì

÷ Æö Ô È Ù . × ² 5Â Ùß ç Ú ì ° Ç æì SCH

æÌ Ç ¯ ¡ û ¥ ÖÇö À ä Ã » ¸ Î × ² Ì

Ù . SCH ü Û Ã £ Ì ¿ ö é ¨ â ¡ ¿ ö é ¯ ¶

ë ª ø Ì ÛÆ ö Â Í » ¼ ö ÖÙ .

( O EU --£Ç Ç g nb coo c ££ O´ï

Q W 1

Q W 6O.2

O.O |

O .8 |

£ -6 |

O .4 |

O .2 |

O .0 ¤

O .O O .5 O.O 4 .5 2 .O

T im e ( n s )

(b)

× ² 4 . (a) t=O¹ Ih s=1@nA¡ Î ¡ Ç ú » § ì °

» Ç ¤ ø ó µ Ç Ã £ ¡ ë Ñ ¯ (h @ A sF/h @ A SP, ì ° ö : 6) (b) t =O¡ I× s=1QnA

¡ Î ¡ Ç ú » § ì ° ¡ ¤ ø ó µ Ç Ã £

¡ ë Ñ ¯ (h Ga - - ¤ m R s, ì ° ö : 6)Fig . 4 . (a) D amient m p ne of hole coIB n-

m oons for Im£=1@nA (6 h & AS A Ga- p

wells) (b) D amient § Sp nse of holeÄ ncen¤HUm s fa IHasa @nA (6 h @ A* /InGa m s wells)

, £

# of we ||/ / , ¢ · ± 3 , 5, 8 , 12, 17

¬-5¬

|nGaAsP barrier

- 1 0o 1 0 2 0

Freq uency(G Hz)

( a)

3 0

3. M QW @ Ç Ö Ç ö À ä ¯ º

2å ¡ ð Þ Ñ ë Î L D Ç ¿ ´ ¯ º Ç ÷ ù Ø ®

ú ³ ù Ø ® Ç æ ý Ì Î Ù £ Ù . » í ® Ç ð ç

Ö Ä ö À ä ¯ º Ø ® á « Â Õ ú ÷ ù Ø ® » Ï ©

¤ ó ó Â Ç Ø ¦ ¸ Ñ Ä , Ì ¦ Ù Á ¸ Î Ñ Ò Å £

Ø ® ¸ Î Î Í ò º Í Ì Ù .( ¢ ø ) ¤¤c £ a a o k

0 1 O 2 0

F re q uoemsy (G Hz )

(b )

3 0

O 5 00 45 20 25 30

Frequency(GHz)

× ² 5. SCH æÌ Ç ¯ ¡ û ¥ ÖÄ ö õ ä ¯ º(InGaAsPÛ Ga sp ì ° ö :9 I®a¤ m¤

F|g. 5. Frq uemy resÄ nÄ s for various SCHleÌ ¥ .(9 Im a m - - aAsP wells h £=

18mA)

× ² 6 . ç Ú ì ° ³ ö Ç ¯ ¡ û ¥ ¯ ¶ ë ª ø Ç¯ (¤ â Â :m nW)(a) Id a - ü § å ® (b) h Ga m s ü §

å ®F|g. 6 . M© Illation resp nses a funcHon of wen

nu t- u s (OpUÄ l p wa :m nW).(a) n- a sp ba n - (b) h Ga m s ® n1o

é « ï Ç ³ ö ¡ õ ¡ ÷ é Ì Ð Ì æú ¤ ¡ Ò è

ö ¡ õ ¡ Ï â § ® ¡ ¯ ¶ ë ª ø ´ 3* p int )Ì Ð

î ø Ù . × ¯ ª , Ì Í º ì ° £ ³ ® î ü Û ¿ ú ¦ í

Á Ï ö Ê Ò » § Ç ö ó Ì ç ì ° £ Ç Ò Õ Ï Ñ ³ ®

î Ð ÷ Ç µ â ¸ Î Ç ¦ Î Â Ï ¤ Ñ ³ ö Ì ó Ç ç

Ô « ° L D Ç æì SCH ü Û Ç µ â ÇÎ low

* q uem y ro ll OH ö ó ú ¯ ¿ Ì Ð Ì æ´ ef fa n -

dig . ent ial gU n ) ¨ Ò ö Ì Ì ý â Ô Ç ç Ì Í º

¯ ¶ ë ª ø ¡ É ¢ Ñ µ â » Ù ö Ö Ù í Ë Á ® Ö

( 1W 9 )

Ù ç È ³ ® î Ì ¿ ð ¨ » Ì ë Ñ M QW LDÇ ¿ û ¯ º Ø ® ý ² » â°

Ú ì ° ¡ ë Ø Â Ì Ð Ì æ Ç õ ¡ æ â Ì ÷ ¯

º » ¸ Ì Ô È Ù . å Ï ¤ Ñ ³ ö Ì ó Ç ì ° » ¡

ø ¸ ¶ ¡ ë Ø Â ì ° £ ³ ® î ü Û Ì µ â » Ì

Ä ì ° Ç ³ ö ¡ õ ¡ Ø µ ¯ ¶ ë ª ø Ç õ ¡ æ

â Ì Ð ¸ È Ù . Ì § , ì ° £ ³ ® î ü Û Ì ü ¥ ¸ ¶

¡ õ Ð º ë ª ø » ® Ô Ç ç ì ° ö Ç õ 7lo1l û ¥

¯ ¶ ë ª ø Ç õ ¡ æâ µ õ Á º Ð » ª ¸ » Ô

È Ù . × ² 6º ² â Â Ì Ï ¤ Ò § * « ï ³ ö Ç

¯ ¡ û ¥ ¯ ¶ ë ª ø Ç ¯ ¦ × ° × ² ¸ Î á Ì

¯ Ñ ö ó » ß ª ¸ » í Ö Ù . ¡ µ Ú ë Ç ü § å ®

Ç ô Ì ¡ · º h Gó ¢ S ü § å ® (× ² 6(b ))Ç

æì Â ì ° Ç ³ ö ¡ Ã î ² ¡ û ó ö Ó û Î ¯ ¶

ë ª ø Ç õ ¡ ¦ ¸ Ì í Ö ¸ ª , ¡ ü Ú ë Ç ü § å

® Ç ô Ì ¡ ô º InGaA sP ü § å ® (× ² 6(a))Ç

æì Â ì ° £ ³ ® î ü Û Ã £ Ì © â § ® ¡ ì °

³ ö ¡ Ï ¤ ³ ö Ì ó õ ¡ Ï é ¯ ¶ ë ª ø Ì õ ¡

Ï ö Ê ¸ ç ø ø Ö Ç ö Â À ÷ Á ³ î ö Â ö Ì »

¸ Ì í Ö Ù . Ì Â P¢ Õ µ ª ¡ Ö ® ³ î ø ì °

Ï ö Ï × ¤ ø ó P } Ö Ô È ¤ ø ¡ ë Ø ¡ ® Ý õ

Ò ö ø â § ® ¡ Ï î ª Â ö Ì Ì ó í Ø ® Ò ö Ö

Ù . Ç Ñ , ì ° Ç ³ ö ¡ ¹ Æö é ì ° £ Ç ³ ® î ü

Û Ç µ â ¸ Î ¯ ¶ Ó µ ¡ ¦ Ñ É ö Ö ¸ ç ,

h¤ a¤ A s ü § å ® Ì Ì ¯ Ñ ¡ » ³ ± Ï Â ¥ ¯ ®

Ô » Ë ö Ö Ù .

¦ · â ] ß Ñ Ù . Ì ¦ § Ø Â InGa sp è Ç ü

§ å ® ¸ Ù Id a- - è Ç ü § å ® » ç ë ÷ Â Í

Ì ¯ ® Ï Ù . » í ® ¡ ç ë È æý º ç ëÈ â ¤

¸ Î » Ì Ï Æ ý ë û Î ¤ ® º Ã â ë Ò ö Â ø ¸ ª

¤ º û Î æ â Ä Ç × ó ë û Î ñ ³ ¡ Â Í ë Ï Ô ç

ë É ö Ö Ù . í Ó ÷ ¢ ¯ ¶ ¦ § Ñ ¹ Ì ú Ù Ì À

å º Ö û È ¸ ¶ ³ è Ã , » í ® ¡ ¦ Ã È ð ß

* } ì ° ¹ Ì ú ð Ì À å ¡ ë Ñ Ø ® æ ý º ì °

³ ö Í ì ° £ ³ ® î ü Û ® ¦ ¡ ü Ñ Ö û â ý ¸

Î ¯ ë Ï Ô ç ë É Í ¸ Î â ë È Ù .

ü í ® å

1

[ 2

[ 3 ]

á ÐW

» í ® ¡ Â Ù ß ç Ú ì ° ¸ ¶ ¦ â ø Ý µ ¼

¹ Ì ú ð Ì À å Ç ÷ ù õ ä × ÷ ¢ ¯ ¶ ¯ º » Ø

® Ï ´ Ù . Ø ® æ ý ¸ Î Â ¤ ø Ç û © â Í ® ê

× Í Î µ ¡ Ç Ñ ì ° £ ³ ® î ü Û Ì í Á È ñ ²

æ¤ Ä » ç ë Ï ´ Ù . Ì æý º Poisson æ¤ Ä Ì ª

ë è û Î Ø ® » µ Ô Ñ â ¸ Ç æ ý é ¸ Ù £ * Þ

µ , ì ° £ Ç ³ ® î ü Û ¡ ë Ñ ÷ ü û Î ¢ Ù Ì

¡ É Ï Ù Â å ¡ Ì Ö Ù . M QW L D ¡ Â ì ° Ç ³

ö ¡ õ ¡ â Ï ì ó ì ° £ ³ ® î ü Û Ã £ Ç µ âÌ ¿ ø Ù . ì ° £ ³ ® î ü Û Ã £ Ì © é m m - on

delay ¡ Ã î ª í relax an on osciUan on Ì ¿ ö ç ¤

ó ó Â ¡ ì ° £ ³ ® î ó µ µ Ò Õ Ï Ø ø Ù . Ì

Â ð Ö Ç ö À ä ¡ µ µ â » Ì ¡ Ô Ç î ¯ ¶ ë ª

ø Ç ¨ Ò ¦ ¡ ® Â Ù . ì ° £ ³ ® î ü Û Ã £ Ã Ù

Ì Á é ü § å ® Ç æÌ ¦ Ù Ì Å ª ü § å ® Ç ô Ì

[ 4 ]

[ 5 ]

6

[ 7 ]

S. W Ossa , et d ., °Da npU g - £ MÄ d

modulati on bandw idt h up t o 40GH z inundo- d shor t - cav i ty Inm GaoÄA s- GaA sm ult iple- qum t urn- w el l laser s,± f E E E

P hoton T ech L ea ., v ol - 8, no. 8, pp . $ 8-

610, 1996.Y am- - £ M at su , et d ., °3O- GH z Band-

w idm 13 5 p m m ain - corn* m at ed h -GaA IA S- InGaA sP M QW laser ,± f E E E

P hoton T ech L ett ., v ol - 9, no. 1, pp .25- ø , 1± 7.

N . T ed - a d G. Ei senstein, °T ran sient

carn er dy namics a d phot on - assist ed

õ m sp m h Ind u e- quantum - w elllaser s,± f E E E P hoton Tech L et t , v o1. 5,

no. 3, pp . 291- » 3, 19 3.

N . T es la - a d G. Ei sen ste in , °On cam elY

iM a n or1 M d gain dy nam ics in quantumw el l laser s,± f E E E J . @Ë 1M m E Jectr on ,

vol - 29, no. 6, pp. 15$ 0 595, 1993.H . T such - a, et d ., °Spat ial- ununi form

g a n in M QW laser s caused by none-quHibr it»m carn er U m spor t ,± P £ d Ä , v ol -

B 227, pp. 411- 414, 19% .H . T such- a a d T . M ip shi , °B iPola

quant um - U anspor t m odeling of carn er

inja Hon i nto a SCH - quant um - w el l la-

ser ,± ¿ E E J . QtË ttw n H ecf r om, v ol - 32,

no. 5, pp. $ 58 72, M M.T . FuKIn in 1a, et d ., °H igh s - ed

dyn am ics in hP basd m ult iple quantumw el l laser s,± .fp rL .f. A pp Z R u s., vol - 32,

( 1 0 80 )

1%8́ 11Å ³ ï Ê å å þ ¼ ¯ $ é Dº ¯ 11 Ü ³

quant um - w ell laser s and ca n . t r anspor teHa t s,± f E E E J . Qa - - w n E fecer on , v ol-

28, no . 1O, pp. 19M - 2m 7, 1992.

[ 12 ] Shun L ien O m ar- , P Ø S® d OH o-

efeetr oM c deu ce- John W Hey & Son s,

Inc., 1% 5.[ 13 ] ¤ D . M n, et al ., °OpUcal g¾ ½ h a

s- a nd - layer qu ant um - w el l laser ,±

f E E E » Qu m tmn E feetr on , v ol - 24, no.12, pp. 24M - 24M , 1% 8.

[ 14 ] CM s G. V an de W alle, °B and l ineups a d

defor m at ion potent ials m the m odel - sol idthÄ ry ,± P Ø s. R eu-, v ol - B39, no. 3, pp .

1871- 188 , 1989.

no. 1a, pp. 7O- 8 , 1993.[ 8 ] H. Schneider a d K . v . Klita l¤ , °T her -

mionic emission a d Gaussian trm sportof holes h a GaA s/ AhGal-xA s mul-tid e- quantum- we1l sUucmre,± PØ s.

Reu-, vol- B38, no. 9, pp. 61$ 5 165, 19% .

[ 9 ] Herbert Kroo n- Â a d HKom i OKa no- ,°Sort- design consideranons for multi-

quantum- wen lasers,± .fprL J. 4 ppZ

R u s., vol- 23, no. 8, pp. 970 9% , 1%4.[ 10 ] R. Naga Éan, et d ., °EHects of carn er

u m sp H on Ugh- spÄ d qt¤- 1turn wel llasers,± 4 pp L PØ s. Le¿., vol- 59, no. 15,

pp. 1835- 1837, 19 1.[ 11 ] R. Naga ¯ m , et d ., °High spÄ d

ú Ú Ò ³

ý ² » (á å ¬ ) Ë Î ´ (á å ¬ )

1970â 1Où 16Ï ý . Hû â 2ù ß Ó ë Ð ³ ü â ø Ð 19% â 5ù M assachuset t s Inst i t ute of T echnology

ú ¹ ÷ . 1% 8â 8ù ¬ ¼ ë Ð ³ ë Ð ø ü Ú ø Ð ú ® Ç EE CS D o u bt- n t B .S. × M .S. ë æ . 1994â 5ù

ç ¹ ÷ . ö ç L Gü Ú Ù « ¿ ë Ð ø Ph .D ë æ . 1% 4â 1Où Î Í 19% â 8ù î ö

Ï » N T T ¤ ü Ú ¬ ¸ Ò Post - DÄ tor al Fellow .

18 5â Î Í ö ç î ö ¬ ¼ ë Ð ³ ü Ú ø Ð ú ¶ ³ ö . Ö

ü É Ð ß Â Ê í Ó Ã º Û ³ è × Ø ® ú Ì Ç ¸ ö »

§ Ñ Ò Ú ¬ ¸

~~~~

( 1 M 1 )

(analysis of mqw ld dynamics using an approximate carner...

Documents