Διδακτορικός Φοιτητής
Εμμανουήλ Αμαργιανιτάκης

Email

amargian@materials.uoc.gr

Θέμα διδακτορικού

Πολαριτονικά Λέιζερ Νιτριδίων

Επιβλέπων

Πελεκάνος Νικόλαος , Καθηγητής, ΤΕΤΥ, Παν/μιο Κρήτης

Επιτροπή

Πελεκάνος Νικόλαος , Καθηγητής, ΤΕΤΥ, Παν/μιο Κρήτης

Eva Monroy, Senior rechearcher, CEA, Grenoble, France

Κιοσέογλου Γεώργιος, Αναπληρωτής καθηγητής, ΤΕΤΥ, Παν/μιο Κρήτης

Περίληψη

H διδακτορική μου διατριβή αφορά την μελέτη και ανάπτυξη πολαριτονικών δομών GaN/ΑlGaN, η κατασκευή των οποίων βασίζεται σε επιταξιακά δείγματα πάνω σε Σάπφειρο, ανεπτυγμένα με μεθόδους επιταξίας μοριακών δεσμών (PAMBE), όπου ο οπτικός σχεδιασμός και η προσομοίωση των δομών γίνεται με χρήση λογισμικού χρησιμοποιώντας πειραματικά δεδομένα των υλικών, ώστε να επιτευχθεί συντονισμός μεταξύ της ενέργειας του τρόπου ταλάντωσης του ηλεκτρομαγνητικού κύματος μέσα σε μικροκοιλότητες και της ενέργειας των εξιτονικών μεταβάσεων του ενεργού μέσου με απώτερο στόχο τη μείωση της ισχύος διέγερσης κατωφλίου σε πειράματα οπτικής άντλησης πολαριτονικών δομών σε συνθήκες δράσης λέϊζερ και την επίτευξη λειτουργίας πολαριτονικού λέϊζερ με ηλεκτρική αντληση τροποποιώντας κατάλληλα τη μικροκοιλότητα. Χρησιμοποιώντας μια νέα τεχνική φωτο-ηλεκτροχημικής εγχάραξης, η οποία επιτρέπει την επιλεκτική αφαίρεση ενός στρώματος InGaN, είναι δυνατή η δημιουργία μεμβρανών υψηλής οπτικής ποιότητας, και η χρήση τους ως ενεργό υλικό σε μικροκοιλότητες, όπου γίνεται εναπόθεση διηλεκτρικών καθρεπτών DBR υψηλής ανακλαστικότητας εκατέρωθεν των μεμβρανών για την επίτευξη μικροκοιλοτήτων με υψηλό παράγοντα ποιότητας (Q-factor). Οι μεμβράνες όπως και οι μικροκοιλότητες μελετώνται με πειράματα ανάκλασης, διαπερατότητας και φωταύγειας συναρτήσει της θερμοκρασίας και της γωνίας εκπομπής για να εκτιμηθεί η ποιότητα των δομών και να επιβεβαιωθεί το καθεστώς ισχυρής σύζευξης από την ενεργειακή διασπορά της εκπομπής των πολαριτονίων στον χώρο του ανάστροφου πλέγματος (k-space).

Abstract

My doctoral thesis concerns the study and development of GaN/AlGaN polariton structures based on epitaxial growth on Sapphire substrates developed by molecular beam epitaxy (PAMBE) technique, where the optical design and simulation of the structures is performed with the aid of a computer software by implementing experimentally acquired material constants in order to achieve a resonance between the cavity mode and the energy of the excitonic transitions in the active layer, with a final goal to reduce the threshold power density for polariton lasing experiments and the achievement of electrically pumped polariton laser by modifying appropriately the microcavity. By using a new photo-electrochemical etching technique, which allows the selective removal of an InGaN layer, it is possible to create high quality optical membranes and use them as active material in microcavities, where high reflectivity dielectric mirrors are deposited on both sides of the membranes for the achievement of high Q-factor in microcavities. Membranes as well as microcavities are studied by reflectance, transmittance and photoluminescence experiments as a function of temperature and emitting angle to assess the quality of the structures and to confirm the strong coupling regime of the energy dispersion of the polariton emission in the reciprocal lattice (k -space).

facebook icon