Abstract

We report what we believe to be the first demonstration of direct bandgap electroluminescence (EL) from GeSi heterojunction light-emitting diodes (LEDs) at room temperature. In-plane biaxial tensile strain is used to engineer the band structure of Ge to enhance the direct gap luminescence efficiency by increasing the injected electron population in the direct Γ valley. Room-temperature EL is observed at the direct gap energy from a GeSi p-i-n diode exhibiting the same characteristics of the direct gap photoluminescence of Ge. The integral direct gap EL intensity increases superlinearly with electrical current owing to an indirect valley filling effect. These results indicate a promising future of tensile-strained Ge-on-Si for electrically pumped, monolithically integrated light emitters on Si.

© 2009 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. B. Jalali and S. Fathpour, J. Lightwave Technol. 24, 4600 (2006).
    [CrossRef]
  2. R. Kirchain and L. C. Kimerling, Nat. Photonics 1, 303 (2007).
    [CrossRef]
  3. M. Fujii, M. Yoshida, Y. Kanzawa, S. Hayashi, and K. Yamamoto, Appl. Phys. Lett. 71, 1198 (1997).
    [CrossRef]
  4. P. G. Kik, M. L. Brongersma, and A. Polman, Appl. Phys. Lett. 76, 2325 (2000).
    [CrossRef]
  5. H. Han, S.-Y. Seo, and J. H. Shin, Appl. Phys. Lett. 79, 4568 (2001).
    [CrossRef]
  6. L. Dal Negro, R. Li, J. Warga, and S. N. Basu, Appl. Phys. Lett. 92, 181105 (2008).
    [CrossRef]
  7. O. Boyraz and B. Jalali, Opt. Express 12, 5269 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. H. Rong, A. Liu, R. Jones, O. Cohen, D. Hak, R. Nicolaescu, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 292 (2004).
    [CrossRef]
  9. A. W. Fang, H. Park, O. Cohen, R. Jones, M. J. Paniccia, and J. E. Bowers, Opt. Express 14, 9203 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. M. E. Groenert, C. W. Leitz, A. J. Pitera, V. Yang, H. Lee, R. Ram, and E. A. Fitzerald, J. Appl. Phys. 93, 362 (2003).
    [CrossRef]
  11. J. Liu, X. Sun, D. Pan, X. Wang, L. C. Kimerling, T. L. Koch, and J. Michel, Opt. Express 15, 11272 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. W. Klingenstein and H. Schweizer, Solid-State Electron. 21, 1371 (1978).
    [CrossRef]
  13. X. Sun, J. Liu, L. C. Kimerling, and J. Michel, ECS Trans. 16, 881 (2008).
    [CrossRef]
  14. J. R. Hynes and N. G. Nilsson, in Proceedings of VIIth International Conference on Physics of Semiconductors (IUPAP, 1964), pp. 21.
  15. J. Liu, D. D. Cannon, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Phys. Rev. B 70, 155309 (2004).
    [CrossRef]
  16. D. D. Cannon, J. Liu, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 906 (2004).
    [CrossRef]
  17. J. Liu, D. D. Cannon, K. Wada, Y. Ishikawa, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 660 (2004).
    [CrossRef]
  18. J. Liu, J. Michel, W. Giziewicz, D. Pan, K. Wada, D. D. Cannon, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, L. C. Kimerling, J. Chen, F. Omer Ilday, F. X. Kartner, and J. Yasaitis, Appl. Phys. Lett. 87, 103501 (2005).
    [CrossRef]
  19. H. Luan, D. R. Lim, K. K. Lee, K. M. Chen, J. G. Sandland, K. Wada, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 75, 2909 (1999).
    [CrossRef]
  20. Y. Ishkawa, K. Wada, D. D. Cannon, J. Liu, H. Luan, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 82, 2044 (2003).
    [CrossRef]
  21. X. Sun, J. Liu, L. C. Kimerling, J. Michel, and T. L. Koch, in Integrated Photonics and Nanophotonics Research and Applications (Optical Society of America, 2008), paper IMC5.

2008 (2)

L. Dal Negro, R. Li, J. Warga, and S. N. Basu, Appl. Phys. Lett. 92, 181105 (2008).
[CrossRef]

X. Sun, J. Liu, L. C. Kimerling, and J. Michel, ECS Trans. 16, 881 (2008).
[CrossRef]

2007 (2)

2006 (2)

2005 (1)

J. Liu, J. Michel, W. Giziewicz, D. Pan, K. Wada, D. D. Cannon, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, L. C. Kimerling, J. Chen, F. Omer Ilday, F. X. Kartner, and J. Yasaitis, Appl. Phys. Lett. 87, 103501 (2005).
[CrossRef]

2004 (5)

O. Boyraz and B. Jalali, Opt. Express 12, 5269 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

J. Liu, D. D. Cannon, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Phys. Rev. B 70, 155309 (2004).
[CrossRef]

D. D. Cannon, J. Liu, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 906 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, D. D. Cannon, K. Wada, Y. Ishikawa, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 660 (2004).
[CrossRef]

H. Rong, A. Liu, R. Jones, O. Cohen, D. Hak, R. Nicolaescu, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 292 (2004).
[CrossRef]

2003 (2)

M. E. Groenert, C. W. Leitz, A. J. Pitera, V. Yang, H. Lee, R. Ram, and E. A. Fitzerald, J. Appl. Phys. 93, 362 (2003).
[CrossRef]

Y. Ishkawa, K. Wada, D. D. Cannon, J. Liu, H. Luan, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 82, 2044 (2003).
[CrossRef]

2001 (1)

H. Han, S.-Y. Seo, and J. H. Shin, Appl. Phys. Lett. 79, 4568 (2001).
[CrossRef]

2000 (1)

P. G. Kik, M. L. Brongersma, and A. Polman, Appl. Phys. Lett. 76, 2325 (2000).
[CrossRef]

1999 (1)

H. Luan, D. R. Lim, K. K. Lee, K. M. Chen, J. G. Sandland, K. Wada, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 75, 2909 (1999).
[CrossRef]

1997 (1)

M. Fujii, M. Yoshida, Y. Kanzawa, S. Hayashi, and K. Yamamoto, Appl. Phys. Lett. 71, 1198 (1997).
[CrossRef]

1978 (1)

W. Klingenstein and H. Schweizer, Solid-State Electron. 21, 1371 (1978).
[CrossRef]

Basu, S. N.

L. Dal Negro, R. Li, J. Warga, and S. N. Basu, Appl. Phys. Lett. 92, 181105 (2008).
[CrossRef]

Bowers, J. E.

Boyraz, O.

Brongersma, M. L.

P. G. Kik, M. L. Brongersma, and A. Polman, Appl. Phys. Lett. 76, 2325 (2000).
[CrossRef]

Cannon, D. D.

J. Liu, J. Michel, W. Giziewicz, D. Pan, K. Wada, D. D. Cannon, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, L. C. Kimerling, J. Chen, F. Omer Ilday, F. X. Kartner, and J. Yasaitis, Appl. Phys. Lett. 87, 103501 (2005).
[CrossRef]

D. D. Cannon, J. Liu, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 906 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, D. D. Cannon, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Phys. Rev. B 70, 155309 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, D. D. Cannon, K. Wada, Y. Ishikawa, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 660 (2004).
[CrossRef]

Y. Ishkawa, K. Wada, D. D. Cannon, J. Liu, H. Luan, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 82, 2044 (2003).
[CrossRef]

Chen, J.

J. Liu, J. Michel, W. Giziewicz, D. Pan, K. Wada, D. D. Cannon, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, L. C. Kimerling, J. Chen, F. Omer Ilday, F. X. Kartner, and J. Yasaitis, Appl. Phys. Lett. 87, 103501 (2005).
[CrossRef]

Chen, K. M.

H. Luan, D. R. Lim, K. K. Lee, K. M. Chen, J. G. Sandland, K. Wada, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 75, 2909 (1999).
[CrossRef]

Cohen, O.

A. W. Fang, H. Park, O. Cohen, R. Jones, M. J. Paniccia, and J. E. Bowers, Opt. Express 14, 9203 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

H. Rong, A. Liu, R. Jones, O. Cohen, D. Hak, R. Nicolaescu, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 292 (2004).
[CrossRef]

Dal Negro, L.

L. Dal Negro, R. Li, J. Warga, and S. N. Basu, Appl. Phys. Lett. 92, 181105 (2008).
[CrossRef]

Danielson, D. T.

J. Liu, J. Michel, W. Giziewicz, D. Pan, K. Wada, D. D. Cannon, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, L. C. Kimerling, J. Chen, F. Omer Ilday, F. X. Kartner, and J. Yasaitis, Appl. Phys. Lett. 87, 103501 (2005).
[CrossRef]

D. D. Cannon, J. Liu, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 906 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, D. D. Cannon, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Phys. Rev. B 70, 155309 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, D. D. Cannon, K. Wada, Y. Ishikawa, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 660 (2004).
[CrossRef]

Fang, A.

H. Rong, A. Liu, R. Jones, O. Cohen, D. Hak, R. Nicolaescu, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 292 (2004).
[CrossRef]

Fang, A. W.

Fathpour, S.

Fitzerald, E. A.

M. E. Groenert, C. W. Leitz, A. J. Pitera, V. Yang, H. Lee, R. Ram, and E. A. Fitzerald, J. Appl. Phys. 93, 362 (2003).
[CrossRef]

Fujii, M.

M. Fujii, M. Yoshida, Y. Kanzawa, S. Hayashi, and K. Yamamoto, Appl. Phys. Lett. 71, 1198 (1997).
[CrossRef]

Giziewicz, W.

J. Liu, J. Michel, W. Giziewicz, D. Pan, K. Wada, D. D. Cannon, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, L. C. Kimerling, J. Chen, F. Omer Ilday, F. X. Kartner, and J. Yasaitis, Appl. Phys. Lett. 87, 103501 (2005).
[CrossRef]

Groenert, M. E.

M. E. Groenert, C. W. Leitz, A. J. Pitera, V. Yang, H. Lee, R. Ram, and E. A. Fitzerald, J. Appl. Phys. 93, 362 (2003).
[CrossRef]

Hak, D.

H. Rong, A. Liu, R. Jones, O. Cohen, D. Hak, R. Nicolaescu, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 292 (2004).
[CrossRef]

Han, H.

H. Han, S.-Y. Seo, and J. H. Shin, Appl. Phys. Lett. 79, 4568 (2001).
[CrossRef]

Hayashi, S.

M. Fujii, M. Yoshida, Y. Kanzawa, S. Hayashi, and K. Yamamoto, Appl. Phys. Lett. 71, 1198 (1997).
[CrossRef]

Hynes, J. R.

J. R. Hynes and N. G. Nilsson, in Proceedings of VIIth International Conference on Physics of Semiconductors (IUPAP, 1964), pp. 21.

Ilday, F. Omer

J. Liu, J. Michel, W. Giziewicz, D. Pan, K. Wada, D. D. Cannon, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, L. C. Kimerling, J. Chen, F. Omer Ilday, F. X. Kartner, and J. Yasaitis, Appl. Phys. Lett. 87, 103501 (2005).
[CrossRef]

Ishikawa, Y.

D. D. Cannon, J. Liu, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 906 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, D. D. Cannon, K. Wada, Y. Ishikawa, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 660 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, D. D. Cannon, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Phys. Rev. B 70, 155309 (2004).
[CrossRef]

Ishkawa, Y.

Y. Ishkawa, K. Wada, D. D. Cannon, J. Liu, H. Luan, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 82, 2044 (2003).
[CrossRef]

Jalali, B.

Jones, R.

A. W. Fang, H. Park, O. Cohen, R. Jones, M. J. Paniccia, and J. E. Bowers, Opt. Express 14, 9203 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

H. Rong, A. Liu, R. Jones, O. Cohen, D. Hak, R. Nicolaescu, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 292 (2004).
[CrossRef]

Jongthammanurak, S.

J. Liu, J. Michel, W. Giziewicz, D. Pan, K. Wada, D. D. Cannon, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, L. C. Kimerling, J. Chen, F. Omer Ilday, F. X. Kartner, and J. Yasaitis, Appl. Phys. Lett. 87, 103501 (2005).
[CrossRef]

D. D. Cannon, J. Liu, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 906 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, D. D. Cannon, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Phys. Rev. B 70, 155309 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, D. D. Cannon, K. Wada, Y. Ishikawa, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 660 (2004).
[CrossRef]

Kanzawa, Y.

M. Fujii, M. Yoshida, Y. Kanzawa, S. Hayashi, and K. Yamamoto, Appl. Phys. Lett. 71, 1198 (1997).
[CrossRef]

Kartner, F. X.

J. Liu, J. Michel, W. Giziewicz, D. Pan, K. Wada, D. D. Cannon, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, L. C. Kimerling, J. Chen, F. Omer Ilday, F. X. Kartner, and J. Yasaitis, Appl. Phys. Lett. 87, 103501 (2005).
[CrossRef]

Kik, P. G.

P. G. Kik, M. L. Brongersma, and A. Polman, Appl. Phys. Lett. 76, 2325 (2000).
[CrossRef]

Kimerling, L. C.

X. Sun, J. Liu, L. C. Kimerling, and J. Michel, ECS Trans. 16, 881 (2008).
[CrossRef]

J. Liu, X. Sun, D. Pan, X. Wang, L. C. Kimerling, T. L. Koch, and J. Michel, Opt. Express 15, 11272 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

R. Kirchain and L. C. Kimerling, Nat. Photonics 1, 303 (2007).
[CrossRef]

J. Liu, J. Michel, W. Giziewicz, D. Pan, K. Wada, D. D. Cannon, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, L. C. Kimerling, J. Chen, F. Omer Ilday, F. X. Kartner, and J. Yasaitis, Appl. Phys. Lett. 87, 103501 (2005).
[CrossRef]

D. D. Cannon, J. Liu, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 906 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, D. D. Cannon, K. Wada, Y. Ishikawa, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 660 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, D. D. Cannon, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Phys. Rev. B 70, 155309 (2004).
[CrossRef]

Y. Ishkawa, K. Wada, D. D. Cannon, J. Liu, H. Luan, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 82, 2044 (2003).
[CrossRef]

H. Luan, D. R. Lim, K. K. Lee, K. M. Chen, J. G. Sandland, K. Wada, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 75, 2909 (1999).
[CrossRef]

X. Sun, J. Liu, L. C. Kimerling, J. Michel, and T. L. Koch, in Integrated Photonics and Nanophotonics Research and Applications (Optical Society of America, 2008), paper IMC5.

Kirchain, R.

R. Kirchain and L. C. Kimerling, Nat. Photonics 1, 303 (2007).
[CrossRef]

Klingenstein, W.

W. Klingenstein and H. Schweizer, Solid-State Electron. 21, 1371 (1978).
[CrossRef]

Koch, T. L.

J. Liu, X. Sun, D. Pan, X. Wang, L. C. Kimerling, T. L. Koch, and J. Michel, Opt. Express 15, 11272 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

X. Sun, J. Liu, L. C. Kimerling, J. Michel, and T. L. Koch, in Integrated Photonics and Nanophotonics Research and Applications (Optical Society of America, 2008), paper IMC5.

Lee, H.

M. E. Groenert, C. W. Leitz, A. J. Pitera, V. Yang, H. Lee, R. Ram, and E. A. Fitzerald, J. Appl. Phys. 93, 362 (2003).
[CrossRef]

Lee, K. K.

H. Luan, D. R. Lim, K. K. Lee, K. M. Chen, J. G. Sandland, K. Wada, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 75, 2909 (1999).
[CrossRef]

Leitz, C. W.

M. E. Groenert, C. W. Leitz, A. J. Pitera, V. Yang, H. Lee, R. Ram, and E. A. Fitzerald, J. Appl. Phys. 93, 362 (2003).
[CrossRef]

Li, R.

L. Dal Negro, R. Li, J. Warga, and S. N. Basu, Appl. Phys. Lett. 92, 181105 (2008).
[CrossRef]

Lim, D. R.

H. Luan, D. R. Lim, K. K. Lee, K. M. Chen, J. G. Sandland, K. Wada, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 75, 2909 (1999).
[CrossRef]

Liu, A.

H. Rong, A. Liu, R. Jones, O. Cohen, D. Hak, R. Nicolaescu, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 292 (2004).
[CrossRef]

Liu, J.

X. Sun, J. Liu, L. C. Kimerling, and J. Michel, ECS Trans. 16, 881 (2008).
[CrossRef]

J. Liu, X. Sun, D. Pan, X. Wang, L. C. Kimerling, T. L. Koch, and J. Michel, Opt. Express 15, 11272 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

J. Liu, J. Michel, W. Giziewicz, D. Pan, K. Wada, D. D. Cannon, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, L. C. Kimerling, J. Chen, F. Omer Ilday, F. X. Kartner, and J. Yasaitis, Appl. Phys. Lett. 87, 103501 (2005).
[CrossRef]

D. D. Cannon, J. Liu, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 906 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, D. D. Cannon, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Phys. Rev. B 70, 155309 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, D. D. Cannon, K. Wada, Y. Ishikawa, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 660 (2004).
[CrossRef]

Y. Ishkawa, K. Wada, D. D. Cannon, J. Liu, H. Luan, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 82, 2044 (2003).
[CrossRef]

X. Sun, J. Liu, L. C. Kimerling, J. Michel, and T. L. Koch, in Integrated Photonics and Nanophotonics Research and Applications (Optical Society of America, 2008), paper IMC5.

Luan, H.

Y. Ishkawa, K. Wada, D. D. Cannon, J. Liu, H. Luan, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 82, 2044 (2003).
[CrossRef]

H. Luan, D. R. Lim, K. K. Lee, K. M. Chen, J. G. Sandland, K. Wada, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 75, 2909 (1999).
[CrossRef]

Michel, J.

X. Sun, J. Liu, L. C. Kimerling, and J. Michel, ECS Trans. 16, 881 (2008).
[CrossRef]

J. Liu, X. Sun, D. Pan, X. Wang, L. C. Kimerling, T. L. Koch, and J. Michel, Opt. Express 15, 11272 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

J. Liu, J. Michel, W. Giziewicz, D. Pan, K. Wada, D. D. Cannon, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, L. C. Kimerling, J. Chen, F. Omer Ilday, F. X. Kartner, and J. Yasaitis, Appl. Phys. Lett. 87, 103501 (2005).
[CrossRef]

D. D. Cannon, J. Liu, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 906 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, D. D. Cannon, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Phys. Rev. B 70, 155309 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, D. D. Cannon, K. Wada, Y. Ishikawa, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 660 (2004).
[CrossRef]

X. Sun, J. Liu, L. C. Kimerling, J. Michel, and T. L. Koch, in Integrated Photonics and Nanophotonics Research and Applications (Optical Society of America, 2008), paper IMC5.

Nicolaescu, R.

H. Rong, A. Liu, R. Jones, O. Cohen, D. Hak, R. Nicolaescu, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 292 (2004).
[CrossRef]

Nilsson, N. G.

J. R. Hynes and N. G. Nilsson, in Proceedings of VIIth International Conference on Physics of Semiconductors (IUPAP, 1964), pp. 21.

Pan, D.

J. Liu, X. Sun, D. Pan, X. Wang, L. C. Kimerling, T. L. Koch, and J. Michel, Opt. Express 15, 11272 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

J. Liu, J. Michel, W. Giziewicz, D. Pan, K. Wada, D. D. Cannon, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, L. C. Kimerling, J. Chen, F. Omer Ilday, F. X. Kartner, and J. Yasaitis, Appl. Phys. Lett. 87, 103501 (2005).
[CrossRef]

Paniccia, M.

H. Rong, A. Liu, R. Jones, O. Cohen, D. Hak, R. Nicolaescu, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 292 (2004).
[CrossRef]

Paniccia, M. J.

Park, H.

Pitera, A. J.

M. E. Groenert, C. W. Leitz, A. J. Pitera, V. Yang, H. Lee, R. Ram, and E. A. Fitzerald, J. Appl. Phys. 93, 362 (2003).
[CrossRef]

Polman, A.

P. G. Kik, M. L. Brongersma, and A. Polman, Appl. Phys. Lett. 76, 2325 (2000).
[CrossRef]

Ram, R.

M. E. Groenert, C. W. Leitz, A. J. Pitera, V. Yang, H. Lee, R. Ram, and E. A. Fitzerald, J. Appl. Phys. 93, 362 (2003).
[CrossRef]

Rong, H.

H. Rong, A. Liu, R. Jones, O. Cohen, D. Hak, R. Nicolaescu, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 292 (2004).
[CrossRef]

Sandland, J. G.

H. Luan, D. R. Lim, K. K. Lee, K. M. Chen, J. G. Sandland, K. Wada, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 75, 2909 (1999).
[CrossRef]

Schweizer, H.

W. Klingenstein and H. Schweizer, Solid-State Electron. 21, 1371 (1978).
[CrossRef]

Seo, S.-Y.

H. Han, S.-Y. Seo, and J. H. Shin, Appl. Phys. Lett. 79, 4568 (2001).
[CrossRef]

Shin, J. H.

H. Han, S.-Y. Seo, and J. H. Shin, Appl. Phys. Lett. 79, 4568 (2001).
[CrossRef]

Sun, X.

X. Sun, J. Liu, L. C. Kimerling, and J. Michel, ECS Trans. 16, 881 (2008).
[CrossRef]

J. Liu, X. Sun, D. Pan, X. Wang, L. C. Kimerling, T. L. Koch, and J. Michel, Opt. Express 15, 11272 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

X. Sun, J. Liu, L. C. Kimerling, J. Michel, and T. L. Koch, in Integrated Photonics and Nanophotonics Research and Applications (Optical Society of America, 2008), paper IMC5.

Wada, K.

J. Liu, J. Michel, W. Giziewicz, D. Pan, K. Wada, D. D. Cannon, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, L. C. Kimerling, J. Chen, F. Omer Ilday, F. X. Kartner, and J. Yasaitis, Appl. Phys. Lett. 87, 103501 (2005).
[CrossRef]

D. D. Cannon, J. Liu, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 906 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, D. D. Cannon, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Phys. Rev. B 70, 155309 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, D. D. Cannon, K. Wada, Y. Ishikawa, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 660 (2004).
[CrossRef]

Y. Ishkawa, K. Wada, D. D. Cannon, J. Liu, H. Luan, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 82, 2044 (2003).
[CrossRef]

H. Luan, D. R. Lim, K. K. Lee, K. M. Chen, J. G. Sandland, K. Wada, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 75, 2909 (1999).
[CrossRef]

Wang, X.

Warga, J.

L. Dal Negro, R. Li, J. Warga, and S. N. Basu, Appl. Phys. Lett. 92, 181105 (2008).
[CrossRef]

Yamamoto, K.

M. Fujii, M. Yoshida, Y. Kanzawa, S. Hayashi, and K. Yamamoto, Appl. Phys. Lett. 71, 1198 (1997).
[CrossRef]

Yang, V.

M. E. Groenert, C. W. Leitz, A. J. Pitera, V. Yang, H. Lee, R. Ram, and E. A. Fitzerald, J. Appl. Phys. 93, 362 (2003).
[CrossRef]

Yasaitis, J.

J. Liu, J. Michel, W. Giziewicz, D. Pan, K. Wada, D. D. Cannon, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, L. C. Kimerling, J. Chen, F. Omer Ilday, F. X. Kartner, and J. Yasaitis, Appl. Phys. Lett. 87, 103501 (2005).
[CrossRef]

Yoshida, M.

M. Fujii, M. Yoshida, Y. Kanzawa, S. Hayashi, and K. Yamamoto, Appl. Phys. Lett. 71, 1198 (1997).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (9)

M. Fujii, M. Yoshida, Y. Kanzawa, S. Hayashi, and K. Yamamoto, Appl. Phys. Lett. 71, 1198 (1997).
[CrossRef]

P. G. Kik, M. L. Brongersma, and A. Polman, Appl. Phys. Lett. 76, 2325 (2000).
[CrossRef]

H. Han, S.-Y. Seo, and J. H. Shin, Appl. Phys. Lett. 79, 4568 (2001).
[CrossRef]

L. Dal Negro, R. Li, J. Warga, and S. N. Basu, Appl. Phys. Lett. 92, 181105 (2008).
[CrossRef]

D. D. Cannon, J. Liu, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 906 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, D. D. Cannon, K. Wada, Y. Ishikawa, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, J. Michel, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 84, 660 (2004).
[CrossRef]

J. Liu, J. Michel, W. Giziewicz, D. Pan, K. Wada, D. D. Cannon, S. Jongthammanurak, D. T. Danielson, L. C. Kimerling, J. Chen, F. Omer Ilday, F. X. Kartner, and J. Yasaitis, Appl. Phys. Lett. 87, 103501 (2005).
[CrossRef]

H. Luan, D. R. Lim, K. K. Lee, K. M. Chen, J. G. Sandland, K. Wada, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 75, 2909 (1999).
[CrossRef]

Y. Ishkawa, K. Wada, D. D. Cannon, J. Liu, H. Luan, and L. C. Kimerling, Appl. Phys. Lett. 82, 2044 (2003).
[CrossRef]

ECS Trans. (1)

X. Sun, J. Liu, L. C. Kimerling, and J. Michel, ECS Trans. 16, 881 (2008).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

M. E. Groenert, C. W. Leitz, A. J. Pitera, V. Yang, H. Lee, R. Ram, and E. A. Fitzerald, J. Appl. Phys. 93, 362 (2003).
[CrossRef]

J. Lightwave Technol. (1)

Nat. Photonics (1)

R. Kirchain and L. C. Kimerling, Nat. Photonics 1, 303 (2007).
[CrossRef]

Nature (1)

H. Rong, A. Liu, R. Jones, O. Cohen, D. Hak, R. Nicolaescu, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 292 (2004).
[CrossRef]

Opt. Express (3)

Phys. Rev. B (1)

J. Liu, D. D. Cannon, Y. Ishikawa, K. Wada, D. T. Danielson, S. Jongthammanurak, J. Michel, and L. C. Kimerling, Phys. Rev. B 70, 155309 (2004).
[CrossRef]

Solid-State Electron. (1)

W. Klingenstein and H. Schweizer, Solid-State Electron. 21, 1371 (1978).
[CrossRef]

Other (2)

J. R. Hynes and N. G. Nilsson, in Proceedings of VIIth International Conference on Physics of Semiconductors (IUPAP, 1964), pp. 21.

X. Sun, J. Liu, L. C. Kimerling, J. Michel, and T. L. Koch, in Integrated Photonics and Nanophotonics Research and Applications (Optical Society of America, 2008), paper IMC5.

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 of a tensile-strained Ge Si heterojection p-i-n LED. (b) Microscopic image of the top view of a 20 μ m × 100 μ m Ge Si p-i-n diode. (c) I–V characteristics of the Ge diode.

Fig. 2
Fig. 2

Direct gap EL spectrum of a 20 μ m × 100 μ m 0.2% tensile-strained Ge Si p-i-n LED measured at room temperature. The multiple sharp peaks in the spectrum are highly periodic. The linear behavior of the peak position versus peak number, shown in the inset, demonstrates a periodicity of 5.3 meV owing to Fabry–Perot resonances between the device surface and the end of the coupling fiber. (b) Room-temperature direct gap photoluminescence of a 0.2% tensile-strained Ge film epitaxially grown on silicon.

Fig. 3
Fig. 3

Integral EL intensity of a 20 μ m × 100 μ m 0.2% tensile-strained Ge Si p-i-n LED increases superlinearly with electrical current owing to an indirect valley filling effect. The theoretical calculation (solid curve) agrees well with the experimental result.

Equations (1)

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

EL dir n e ( Γ ) = n e ( total ) f ( Γ ) .

Metrics