Abstract

Waveguide TE and TM modes in a GaN:Mg epitaxial crystalline film were studied in a wide spectral range (457.9–1053 nm). The refractive indices ne and no were accurately determined by TM and TE mode measurements at six different wavelengths (457.9, 514.5, 632.8, 724.3, 855.1, and 1053 nm). Dispersive curves of ne versus λ and no versus λ were obtained. It was found that bireferingence slightly increases (neno = 0.033–0.038) from 1053 to 457.9 nm.

© 1996 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J. Strite, H. Morkoc, J. Vac. Sci. Technol. B 10, 237 (1992).
  2. J. Strite, M. E. Lin, H. Morkoc, Thin Solid Films 213, 197 (1993).
    [CrossRef]
  3. E. Ejder, Phys. Status Solidi A 6, 445 (1971).
    [CrossRef]
  4. M. E. Lin, B. N. Sverdlov, S. Strite, H. Morkoc, A. E. Drakin, Electron. Lett. 29, 1759 (1993).
    [CrossRef]
  5. C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, P. Zawadzki, C. S. Chern, W. Kroll, R. A. Stall, Y. Li, M. Schurman, C. Y. Hwang, W. E. Mayo, Y. Lu, S. J. Pearton, S. Krishnankutty, R. M. Kolbas, J. Electrochem. Soc. 142, L163 (1995).
    [CrossRef]
  6. C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, A. G. Thompson, W. Kroll, R. A. Stall, C. Y. Hwang, M. Schurman, Y. Li, W. E. Mayo, Y. Lu, S. Krishnankutty, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, S. J. Pearton, J. Vac. Sci. Technol. B 13, 2075 (1995).
    [CrossRef]
  7. R. Ulrich, R. Torge, Appl. Opt. 12, 2901 (1973).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. P. K. Tien, R. Ulrich, R. J. Martin, Appl. Phys. Lett. 14, 291 (1969).
    [CrossRef]
  9. R. Ulrich, J. Opt. Soc. Am. 60, 1325 (1970).
    [CrossRef]
  10. I. H. Malitson, M. J. Dodge, presented at the 1992 Annual Meeting of the Optical Society of America.

1995

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, P. Zawadzki, C. S. Chern, W. Kroll, R. A. Stall, Y. Li, M. Schurman, C. Y. Hwang, W. E. Mayo, Y. Lu, S. J. Pearton, S. Krishnankutty, R. M. Kolbas, J. Electrochem. Soc. 142, L163 (1995).
[CrossRef]

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, A. G. Thompson, W. Kroll, R. A. Stall, C. Y. Hwang, M. Schurman, Y. Li, W. E. Mayo, Y. Lu, S. Krishnankutty, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, S. J. Pearton, J. Vac. Sci. Technol. B 13, 2075 (1995).
[CrossRef]

1993

J. Strite, M. E. Lin, H. Morkoc, Thin Solid Films 213, 197 (1993).
[CrossRef]

M. E. Lin, B. N. Sverdlov, S. Strite, H. Morkoc, A. E. Drakin, Electron. Lett. 29, 1759 (1993).
[CrossRef]

1992

J. Strite, H. Morkoc, J. Vac. Sci. Technol. B 10, 237 (1992).

1973

1971

E. Ejder, Phys. Status Solidi A 6, 445 (1971).
[CrossRef]

1970

1969

P. K. Tien, R. Ulrich, R. J. Martin, Appl. Phys. Lett. 14, 291 (1969).
[CrossRef]

Chern, C. S.

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, P. Zawadzki, C. S. Chern, W. Kroll, R. A. Stall, Y. Li, M. Schurman, C. Y. Hwang, W. E. Mayo, Y. Lu, S. J. Pearton, S. Krishnankutty, R. M. Kolbas, J. Electrochem. Soc. 142, L163 (1995).
[CrossRef]

Dodge, M. J.

I. H. Malitson, M. J. Dodge, presented at the 1992 Annual Meeting of the Optical Society of America.

Drakin, A. E.

M. E. Lin, B. N. Sverdlov, S. Strite, H. Morkoc, A. E. Drakin, Electron. Lett. 29, 1759 (1993).
[CrossRef]

Ejder, E.

E. Ejder, Phys. Status Solidi A 6, 445 (1971).
[CrossRef]

Gurary, A.

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, P. Zawadzki, C. S. Chern, W. Kroll, R. A. Stall, Y. Li, M. Schurman, C. Y. Hwang, W. E. Mayo, Y. Lu, S. J. Pearton, S. Krishnankutty, R. M. Kolbas, J. Electrochem. Soc. 142, L163 (1995).
[CrossRef]

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, A. G. Thompson, W. Kroll, R. A. Stall, C. Y. Hwang, M. Schurman, Y. Li, W. E. Mayo, Y. Lu, S. Krishnankutty, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, S. J. Pearton, J. Vac. Sci. Technol. B 13, 2075 (1995).
[CrossRef]

Hwang, C. Y.

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, A. G. Thompson, W. Kroll, R. A. Stall, C. Y. Hwang, M. Schurman, Y. Li, W. E. Mayo, Y. Lu, S. Krishnankutty, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, S. J. Pearton, J. Vac. Sci. Technol. B 13, 2075 (1995).
[CrossRef]

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, P. Zawadzki, C. S. Chern, W. Kroll, R. A. Stall, Y. Li, M. Schurman, C. Y. Hwang, W. E. Mayo, Y. Lu, S. J. Pearton, S. Krishnankutty, R. M. Kolbas, J. Electrochem. Soc. 142, L163 (1995).
[CrossRef]

Kolbas, R. M.

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, P. Zawadzki, C. S. Chern, W. Kroll, R. A. Stall, Y. Li, M. Schurman, C. Y. Hwang, W. E. Mayo, Y. Lu, S. J. Pearton, S. Krishnankutty, R. M. Kolbas, J. Electrochem. Soc. 142, L163 (1995).
[CrossRef]

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, A. G. Thompson, W. Kroll, R. A. Stall, C. Y. Hwang, M. Schurman, Y. Li, W. E. Mayo, Y. Lu, S. Krishnankutty, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, S. J. Pearton, J. Vac. Sci. Technol. B 13, 2075 (1995).
[CrossRef]

Krishnankutty, S.

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, A. G. Thompson, W. Kroll, R. A. Stall, C. Y. Hwang, M. Schurman, Y. Li, W. E. Mayo, Y. Lu, S. Krishnankutty, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, S. J. Pearton, J. Vac. Sci. Technol. B 13, 2075 (1995).
[CrossRef]

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, P. Zawadzki, C. S. Chern, W. Kroll, R. A. Stall, Y. Li, M. Schurman, C. Y. Hwang, W. E. Mayo, Y. Lu, S. J. Pearton, S. Krishnankutty, R. M. Kolbas, J. Electrochem. Soc. 142, L163 (1995).
[CrossRef]

Kroll, W.

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, P. Zawadzki, C. S. Chern, W. Kroll, R. A. Stall, Y. Li, M. Schurman, C. Y. Hwang, W. E. Mayo, Y. Lu, S. J. Pearton, S. Krishnankutty, R. M. Kolbas, J. Electrochem. Soc. 142, L163 (1995).
[CrossRef]

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, A. G. Thompson, W. Kroll, R. A. Stall, C. Y. Hwang, M. Schurman, Y. Li, W. E. Mayo, Y. Lu, S. Krishnankutty, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, S. J. Pearton, J. Vac. Sci. Technol. B 13, 2075 (1995).
[CrossRef]

Li, Y.

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, A. G. Thompson, W. Kroll, R. A. Stall, C. Y. Hwang, M. Schurman, Y. Li, W. E. Mayo, Y. Lu, S. Krishnankutty, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, S. J. Pearton, J. Vac. Sci. Technol. B 13, 2075 (1995).
[CrossRef]

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, P. Zawadzki, C. S. Chern, W. Kroll, R. A. Stall, Y. Li, M. Schurman, C. Y. Hwang, W. E. Mayo, Y. Lu, S. J. Pearton, S. Krishnankutty, R. M. Kolbas, J. Electrochem. Soc. 142, L163 (1995).
[CrossRef]

Lin, M. E.

M. E. Lin, B. N. Sverdlov, S. Strite, H. Morkoc, A. E. Drakin, Electron. Lett. 29, 1759 (1993).
[CrossRef]

J. Strite, M. E. Lin, H. Morkoc, Thin Solid Films 213, 197 (1993).
[CrossRef]

Lu, Y.

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, A. G. Thompson, W. Kroll, R. A. Stall, C. Y. Hwang, M. Schurman, Y. Li, W. E. Mayo, Y. Lu, S. Krishnankutty, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, S. J. Pearton, J. Vac. Sci. Technol. B 13, 2075 (1995).
[CrossRef]

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, P. Zawadzki, C. S. Chern, W. Kroll, R. A. Stall, Y. Li, M. Schurman, C. Y. Hwang, W. E. Mayo, Y. Lu, S. J. Pearton, S. Krishnankutty, R. M. Kolbas, J. Electrochem. Soc. 142, L163 (1995).
[CrossRef]

Malitson, I. H.

I. H. Malitson, M. J. Dodge, presented at the 1992 Annual Meeting of the Optical Society of America.

Martin, R. J.

P. K. Tien, R. Ulrich, R. J. Martin, Appl. Phys. Lett. 14, 291 (1969).
[CrossRef]

Mayo, W. E.

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, A. G. Thompson, W. Kroll, R. A. Stall, C. Y. Hwang, M. Schurman, Y. Li, W. E. Mayo, Y. Lu, S. Krishnankutty, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, S. J. Pearton, J. Vac. Sci. Technol. B 13, 2075 (1995).
[CrossRef]

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, P. Zawadzki, C. S. Chern, W. Kroll, R. A. Stall, Y. Li, M. Schurman, C. Y. Hwang, W. E. Mayo, Y. Lu, S. J. Pearton, S. Krishnankutty, R. M. Kolbas, J. Electrochem. Soc. 142, L163 (1995).
[CrossRef]

Morkoc, H.

M. E. Lin, B. N. Sverdlov, S. Strite, H. Morkoc, A. E. Drakin, Electron. Lett. 29, 1759 (1993).
[CrossRef]

J. Strite, M. E. Lin, H. Morkoc, Thin Solid Films 213, 197 (1993).
[CrossRef]

J. Strite, H. Morkoc, J. Vac. Sci. Technol. B 10, 237 (1992).

Pearton, S. J.

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, A. G. Thompson, W. Kroll, R. A. Stall, C. Y. Hwang, M. Schurman, Y. Li, W. E. Mayo, Y. Lu, S. Krishnankutty, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, S. J. Pearton, J. Vac. Sci. Technol. B 13, 2075 (1995).
[CrossRef]

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, P. Zawadzki, C. S. Chern, W. Kroll, R. A. Stall, Y. Li, M. Schurman, C. Y. Hwang, W. E. Mayo, Y. Lu, S. J. Pearton, S. Krishnankutty, R. M. Kolbas, J. Electrochem. Soc. 142, L163 (1995).
[CrossRef]

Salagaj, T.

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, P. Zawadzki, C. S. Chern, W. Kroll, R. A. Stall, Y. Li, M. Schurman, C. Y. Hwang, W. E. Mayo, Y. Lu, S. J. Pearton, S. Krishnankutty, R. M. Kolbas, J. Electrochem. Soc. 142, L163 (1995).
[CrossRef]

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, A. G. Thompson, W. Kroll, R. A. Stall, C. Y. Hwang, M. Schurman, Y. Li, W. E. Mayo, Y. Lu, S. Krishnankutty, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, S. J. Pearton, J. Vac. Sci. Technol. B 13, 2075 (1995).
[CrossRef]

Schurman, M.

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, A. G. Thompson, W. Kroll, R. A. Stall, C. Y. Hwang, M. Schurman, Y. Li, W. E. Mayo, Y. Lu, S. Krishnankutty, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, S. J. Pearton, J. Vac. Sci. Technol. B 13, 2075 (1995).
[CrossRef]

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, P. Zawadzki, C. S. Chern, W. Kroll, R. A. Stall, Y. Li, M. Schurman, C. Y. Hwang, W. E. Mayo, Y. Lu, S. J. Pearton, S. Krishnankutty, R. M. Kolbas, J. Electrochem. Soc. 142, L163 (1995).
[CrossRef]

Shmagin, I. K.

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, A. G. Thompson, W. Kroll, R. A. Stall, C. Y. Hwang, M. Schurman, Y. Li, W. E. Mayo, Y. Lu, S. Krishnankutty, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, S. J. Pearton, J. Vac. Sci. Technol. B 13, 2075 (1995).
[CrossRef]

Stall, R. A.

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, A. G. Thompson, W. Kroll, R. A. Stall, C. Y. Hwang, M. Schurman, Y. Li, W. E. Mayo, Y. Lu, S. Krishnankutty, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, S. J. Pearton, J. Vac. Sci. Technol. B 13, 2075 (1995).
[CrossRef]

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, P. Zawadzki, C. S. Chern, W. Kroll, R. A. Stall, Y. Li, M. Schurman, C. Y. Hwang, W. E. Mayo, Y. Lu, S. J. Pearton, S. Krishnankutty, R. M. Kolbas, J. Electrochem. Soc. 142, L163 (1995).
[CrossRef]

Strite, J.

J. Strite, M. E. Lin, H. Morkoc, Thin Solid Films 213, 197 (1993).
[CrossRef]

J. Strite, H. Morkoc, J. Vac. Sci. Technol. B 10, 237 (1992).

Strite, S.

M. E. Lin, B. N. Sverdlov, S. Strite, H. Morkoc, A. E. Drakin, Electron. Lett. 29, 1759 (1993).
[CrossRef]

Sverdlov, B. N.

M. E. Lin, B. N. Sverdlov, S. Strite, H. Morkoc, A. E. Drakin, Electron. Lett. 29, 1759 (1993).
[CrossRef]

Thompson, A. G.

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, A. G. Thompson, W. Kroll, R. A. Stall, C. Y. Hwang, M. Schurman, Y. Li, W. E. Mayo, Y. Lu, S. Krishnankutty, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, S. J. Pearton, J. Vac. Sci. Technol. B 13, 2075 (1995).
[CrossRef]

Tien, P. K.

P. K. Tien, R. Ulrich, R. J. Martin, Appl. Phys. Lett. 14, 291 (1969).
[CrossRef]

Torge, R.

Ulrich, R.

Yuan, C.

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, A. G. Thompson, W. Kroll, R. A. Stall, C. Y. Hwang, M. Schurman, Y. Li, W. E. Mayo, Y. Lu, S. Krishnankutty, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, S. J. Pearton, J. Vac. Sci. Technol. B 13, 2075 (1995).
[CrossRef]

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, P. Zawadzki, C. S. Chern, W. Kroll, R. A. Stall, Y. Li, M. Schurman, C. Y. Hwang, W. E. Mayo, Y. Lu, S. J. Pearton, S. Krishnankutty, R. M. Kolbas, J. Electrochem. Soc. 142, L163 (1995).
[CrossRef]

Zawadzki, P.

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, P. Zawadzki, C. S. Chern, W. Kroll, R. A. Stall, Y. Li, M. Schurman, C. Y. Hwang, W. E. Mayo, Y. Lu, S. J. Pearton, S. Krishnankutty, R. M. Kolbas, J. Electrochem. Soc. 142, L163 (1995).
[CrossRef]

Appl. Opt.

Appl. Phys. Lett.

P. K. Tien, R. Ulrich, R. J. Martin, Appl. Phys. Lett. 14, 291 (1969).
[CrossRef]

Electron. Lett.

M. E. Lin, B. N. Sverdlov, S. Strite, H. Morkoc, A. E. Drakin, Electron. Lett. 29, 1759 (1993).
[CrossRef]

J. Electrochem. Soc.

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, P. Zawadzki, C. S. Chern, W. Kroll, R. A. Stall, Y. Li, M. Schurman, C. Y. Hwang, W. E. Mayo, Y. Lu, S. J. Pearton, S. Krishnankutty, R. M. Kolbas, J. Electrochem. Soc. 142, L163 (1995).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am.

J. Vac. Sci. Technol. B

C. Yuan, T. Salagaj, A. Gurary, A. G. Thompson, W. Kroll, R. A. Stall, C. Y. Hwang, M. Schurman, Y. Li, W. E. Mayo, Y. Lu, S. Krishnankutty, I. K. Shmagin, R. M. Kolbas, S. J. Pearton, J. Vac. Sci. Technol. B 13, 2075 (1995).
[CrossRef]

J. Strite, H. Morkoc, J. Vac. Sci. Technol. B 10, 237 (1992).

Phys. Status Solidi A

E. Ejder, Phys. Status Solidi A 6, 445 (1971).
[CrossRef]

Thin Solid Films

J. Strite, M. E. Lin, H. Morkoc, Thin Solid Films 213, 197 (1993).
[CrossRef]

Other

I. H. Malitson, M. J. Dodge, presented at the 1992 Annual Meeting of the Optical Society of America.

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (3)

Fig. 1
Fig. 1

Schematic cross section through a prism–film coupler.

Fig. 2
Fig. 2

TM modes of a GaN:Mg epitaxial film waveguide at λ = 632.8 nm.

Fig. 3
Fig. 3

Refractive indices of a GaN:Mg epitaxial film. The circles and pluses are experimental data of ne and no at 300 K; the solid curve (ne) and the dashed curve (no) are fitted curves from Eqs. (8) and (9), respectively.

Tables (2)

Tables Icon

Table 1 Refractive Indices of GaN:Mg, the Rutile, and the Sapphire and Corresponding Modes

Tables Icon

Table 2 Constants for the Dispersion Equations

Equations (9)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

N ˜ m = c / v m = n p sin θ m .
N ˜ = sin α cos ε + ( n p 2 sin 2 α ) 1 / 2 sin ε .
k t ( n 2 N m 2 ) 1 / 2 = Ψ m ( n , N m ) ,
Ψ m ( n , N m ) m π + ϕ 2 ( n , N m ) + ϕ 3 ( n , N m ) ,
ϕ j ( n , N m ) arctan [ ( n n j ) 2 ρ ( N m 2 n j 2 n 2 N m 2 ) ] 1 / 2 ,
n 2 = F ( n 2 ) ,
F ( n 2 ) ( N ˜ u 2 Ψ v 2 N ˜ v 2 Ψ u 2 ) / ( Ψ v 2 Ψ u 2 ) .
n e 2 = A 1 A 2 A 3 + λ 2 + A 4 A 5 + λ 2 A 6 λ 2 ,
n o 2 = B 1 B 2 B 3 + λ 2 + B 4 B 5 + λ 2 B 6 λ 2 ,

Metrics