Tesis:
Fabricación de nanoestructuras semiconductoras con banda prohibida para fotones y su aplicación a dispositivos optoelectrónicos integrados.
- Autor: RODRIGUEZ ALIJA, Alfonso
- Título: Fabricación de nanoestructuras semiconductoras con banda prohibida para fotones y su aplicación a dispositivos optoelectrónicos integrados.
- Fecha: 2007
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACION
- Departamentos: TECNOLOGIA FOTONICA
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: POSTIGO RESA, Pablo Aitor
- Resumen: Los cristales fotónicos son distribuciones periódicas de la constante dieléctrica que permiten el control de la luz en tamaños micrométricos. La introducción de defectos en estas estructuras, rompiendo su simetría periódica, les confiere nuevas propiedades de interés para la realización de dispositivos optoelectrónicos, como son el confinamiento y el guiado de luz en regiones de tamaño comparable a la longitud de onda. Un gran número de trabajos realizados sobre cristales fotónicos analizaban la influencia de diversos factores como son el parámetro de red, el radio, etc. No obstante, ninguno de ellos estudiaba de forma experimental el efecto de la tercera dimensión en la emisión de las cavidades fotónicas. En esta Tesis se ha estudiado el efecto de la variación de la tercera dimensión (el espesor de la lámina) en la emisión de nano y microcavidades de diferentes tamaños realizadas sobre una red triangular de cristal fotónico. Para lograr estos objetivos, previamente se ha desarrollado un proceso de fabricación y se ha llevado a cabo el montaje experimental de un sistema de caracterización de microfotoluminiscencia. En este sentido, esta Tesis Doctoral es la primera contribución que se presenta en España sobre la fabricación y caracterización de cristales fotónicos bidimensionales sobre materiales semiconductores III-V. La combinación de diferentes cavidades H1, formadas al eliminar un único agujero en la red triangular, en una red rectangular da lugar a una nueva estructura conocida como red de fase Suzuki. Esta red presenta una banda fotónica muy plana a lo largo de una de sus direcciones de alta simetría, siendo de gran interés para la obtención de “luz lenta”. Mediante la caracterización por microfotoluminiscencia en función del ángulo de detección se han obtenido de forma experimental el diagrama de bandas entre las direcciones de la red X2-Gamma-X1 y se ha encontrado una velocidad de grupo en torno a 160 veces menor que la de la luz a lo largo de la dirección Gamma-X1. Los cálculos teóricos realizados mediante GME reproducen con muy buen acuerdo los resultados obtenidos. Cavidades resonantes formadas por la combinación de defectos lineales (guías de cristal fotónico) han sido estudiadas, observándose que estas estructuras con forma de anillo presentan emisión láser multimodal. Nuevas estructuras con forma de anillo incluyendo nanocavidades H1 en las esquinas han sido diseñadas, fabricadas y caracterizadas. En estas nuevas estructuras se ha obtenido emisión láser monomodal con una reducción de los modos laterales de más de 20 dBm. Finalmente, esta Tesis ha dado lugar a una nueva línea de investigación en el Instituto de Microelectrónica de Madrid, generando nuevos métodos y técnicas de fabricación y caracterización que constituyen las bases del desarrollo de nuevos proyectos de investigación en temas de gran actualidad como son los emisores de fotones individuales y la información cuántica.