Silicon as an emissive optical medium

Laser and Photonics Reviews

Volumn 1, Issue 4, 2007, Pages 334-348

  Shainline, Jeffrey M ^a   Xu, Jimmy ^a,b  

^a BROWN UNIVERSITY   (United States)

^b Brown University   (United States)

Author keywords

Electroluminescence; Photoluminescence; Photonics; Silicon; Silicon laser

Indexed keywords

EID: 38049107809     PISSN: 18638880     EISSN: 18638899     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/lpor.200710021     Document Type: Review

References (79)

1. G. Davies, Phys. Rep. 176, 83-188 (1989).
2. G. T. Reed and A. P. Knights, Silicon Photonics: An Introduction (Wiley, 2004).
3. L. Pavesi and D. Lockwood, Silicon Photonics, Topics in Applied Physics, Vol. 94 (Springer Verlag, Heidelberg, 2004).
4. B. Jalali and S. Fathpour, J. Lightwave Technol. 24, 4600 (2006).
5. M. Lipson, J. Lightwave Technol. 23, 4222 (2005).
6. S. S. Iyer and Y. H. Xie, Science 260, 40 (1993).
7. S. Ossicini, L. Pavesi, and F. Priolo, Light emitting silicon for microphotonics, Springer tracts in modern physics (Springer-Verlag, Berlin, Germany, 2003).
8. N. Izhaky, M. T. Morse, S. Koehl, O. Cohen, D. Rubin, A. Barkai, G. Sarid, R. Cohen, and M. J. Paniccia, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 1688 (2006).
9. E. Lightowlers, L. Canham, G. Davies, M. Thewalt, and S. Watkins, Phys. Rev. B 29, 4517 (1984).
10. K. Thonke, A. Hangleiter, J. Wagner, and R. Sauer, J. Phys. C 18, L795 (1985).
11. R.J. Spry and W.D. Compton, Phys. Rev. 175, 1010 (1968).
12. A. Bean, R. Newman, and R. Smith, J. Phys. Chem. Solids 31, 739 (1970).
13. C. E. Jones, E. S. Johnson, W. D. Compton, J. R. Noonan, and B. G. Streetman, J. Appl. Phys. 44, 5402-5410 (1973).
14. O. Awadelkarim, A. Henry, B. Monemar, J. Lindstrom, Y. Zhang, and J. Corbett, Phys. Rev. B 42, 5635 (1990).
15. D. Schmidt, B. Svensson, M. Seibt, C. Jagadish, and G. Davies, J. Appl. Phys. 88, 2309 (2000).
16. G. Davies, S. Hayama, L. Murin, R. Krause-Rehberg, V. Bondarenko, A. Sengupta, C. Davia, and A. Karpenko, Phys, Rev. B 73, 165202 (2006).
17. L. Song, X. Zhan, B. Benson, and G. Watkins, Phys. Rev. B 42, 5765 (1990).
18. A. Yukhnevich, Solid-State Electron. 51, 489 (2007).
19. G. Davies, H. Brian, E. Lightowlers, K. Barraclough, and M. Thomaz, Semicond. Sci. Technol. (UK) 4, 200-206 (1989).
20. A. Dolgolenko, M. Varentsov, and G. Gaidar, phys. stat. sol. (b) 241, 2914-2922 (2004).
21. G. W. Watkins, Phys. Rev. B 12, 5824-5839 (1975).
22. P. N. K. Deenapanray, N. E. Perret, D. J. Brink, F. D. Auret, and J. B. Malherbe, J. Appl. Phys. 83, 4075-4080 (1998).
23. S. Cloutier, P. Kossyrev, and J. Xu, Nature Mater. 4, 887 (2005).
24. E. Rotem, J. M. Shainline, and J. M. Xu, Appl. Phys. Lett. 91, 051127 (2007).
25. G. Davies, E. Lightowlers, and Z. Ciechanowska, J. Phys. C, Solid State Phys. (UK) 20, 191 (1987).
26. S. Hayama and G. Davies, J. Appl. Phys. 96, 1754 (2004).
27. H. Ennen, G. Pomrenke, A. Axmann, K. Eisele, W. Haydl, and J. Schneider, Appl. Phys. Lett. 46, 381 (1985).
28. F. Priolo, G. Franzo, S. Coffa, and A. Camera, Phys. Rev. B 57, 4443 (1998).
29. T. Gregorkiewicz, D. T. X. Thao, J. M. Langer, H. H. P. T. Bekman, M. S. Bresler, J. Michel, and L. C. Kimerling, Phys. Rev. B 61, 5369 (2000).
30. A. Polman, G. van den Hoven, J. Custer, J. Shin, R. Serna, and P. Alkemade, J. Appl. Phys. 77, 1256 (1995).
31. R. Serna, J. Shin, M. Lohmeier, E. Vlieg, A. Polman, and P. Alkemade, J. Appl. Phys. 79, 2658 (1996).
32. M. Fujii, M. Yoshida, Y. Kanzawa, S. Hayashi, and K. Yamamoto, Appl. Phys. Lett. 71, 1198 (1997).
33. H. S. Han, S. young Seo, and J. H. Shin, Appl. Phys. Lett. 79, 4568 (2001).
34. F. Iacona, D. Pacifici, A. Irrera, M. Mirirtello, G. Franzo, F. Priolo, D. Sanfilippo, G. D. Stefano, and P. Fallica, Appl. Phys. Lett. 81, 3242 (2002).
35. D. Kovalev, J. Diener, H. Heckler, G. Polisski, N. Kunzner, and F. Koch, Phys. Rev. B 61, 4485 (2000).
36. T. J. Kippenberg, J. Kalkman, A. Polman, and K. J. Vahala, Phys. Rev. A 74, 051802 R (2006).
37. L. Canham, Appl. Phys. Lett. 57, 1046 (1990).
38. M. Bruno, M. Palummo, A. Marini, R. D. Sol, and S. Ossicini, Phys. Rev. Lett. 98, 036807 (2007).
39. L. Pavesi, C. Mazzoleni, A. Tredicucci, and V. Pellegrini, Appl. Phys. Lett. 67, 3280 (1995).
40. L. Pavesi and P. Dubos, Semicond. Sci. Technol. (UK) 12, 570 (1997).
41. Z. H. Xiong, S. Yuan, Z. M. Jiang, J. Quin, C. W. Pei, L. S. Liao, X. M. Ding, X. Y. Hou, and X. Wang, J. Lumin. 80, 137 (1999).
42. H. Chen, X. Hou, L. Gubo, F. Zhang, S. Yuan, Y. Mingren, and X. Wang, J. Appl. Phys. 79, 3282 (1996).
43. A. Daami, G. Bremond, L. Stalmans, and J. Poortmans, J. Lumin. 80, 169 (1999).
44. S. Cheylen and T. Trifonov, A. Rodriguez, L. F. Marsal, J. Pallares, R. Alcubilla, and G. Badenes, Opt. Mater. 29, 262 (2006).
45. D. J. Lockwood, Z. H. Lu, and J. M. Baribeau, Phys. Rev. Lett. 76, 539 (1996).
46. S. Piscanec, M. Cantoro, A. Ferrari, J. Zapien, Y. Lifshitz, S. Lee, S. Hofmann, and J. Robertson, Phys. Rev. B 68, 241312 R (2003).
47. T. Takagahara and K. Takeda, Phys. Rev. B 46, 15578 (1992).
48. D. Kovalev, H. Heckler, G. Polisski, and F. Koch, phys. stat. sol. (b) 215, 871 (1999).
49. L. Pavesi, L. D. Negro, C. Mazzoleni, G. Franzo, and F. Priolo, Nature 408, 440 (2000).
50. D. Jurbergs, E. Rogojina, L. Mangolini, and U. Kortshagen, Appl. Phys. Lett. 88, 233116 (2006).
51. F. Trani, D. Ninno, and G. Iadonisi, Phys. Rev. B 75, 033312 (2007).
52. R. J. Walters, G. I. Bourianoff, and H. A. Atwater, Nature Mater. 4, 143-146 (2005).
53. M. Cavarroc, M. Mikikian, G. Perrier, and L. Boufendi, Appl. Phys. Lett. 89, 013107 (2006).
54. H. Morisaki, F. Ping, H. Ono, and K. Yazawa, J. Appl. Phys. 70, 1869 (1991).
55. H. Takagi, H. Ogawa, Y. Yamaxaki, A. Ishizaki, and T. Nakagiri, Appl. Phys. Lett. 56, 2379 (1990).
56. J. Zi, H. Buscher, C. Falter, W. Ludwig, K. Zhang, and X. Xie, Appl. Phys. Lett. 69, 200 (1996).
57. D. Kovalev, H. Heckler, M. Ben-Chorin, G. Polisski, M. Schwartzkopff, and F. Koch, Phys. Rev. Lett. 81, 2803 (1998).
58. Z. Wu, Z. Mi, P. Bhattacharya, T. Zhu, and J. Xu, Appl. Phys. Lett. 90, 171105 (2007).
59. R. Zachai, K. Eberl, G. Abstreiter, E. Kasper, and H. Kibbel, Phys. Rev. Lett. 64, 1055 (1990).
60. J. Munguia, G. Bremond, J. D. L. Torre, and J. M. Bluet, Appl. Phys. Lett. 90, 042110 (2007).
61. W. L. Ng, M.A. Lourenco, R. M. Gwilliam, S. Ledain, G. Shao, and K. P. Homewood, Nature 410, 192 (2001).
62. S. Libertino, S. Coffa, and J. Benton, Phys. Rev. B 63, 195206 (2001).
63. J. Kim, F. Kirchoff, I Wilkins, and F. Khan, Phys. Rev. Lett. 84, 503 (2000).
64. J. Kim, J. W. Wilkins, F. S. Khan, and A. Canning, Phys. Rev. B 55, 16186 (1997).
65. C. J. Ortiz, P. Pichler, T. Fuhner, F. Cristiano, B. Colombeau, N. E. Cowern, and A. Claverie, J. Appl. Phys. 96, 4866 (2004).
66. 0. Boyraz and B. Jalali, Opt. Express 13, 796-800 (2004).
67. H. Rong, R. Jones, A. Liu, 0. Cohen, D. Hak, A. Fang, and M. Pannicia, Nature 433, 725-728 (2005).
68. H. Rong, S. Xu, Y H. Kuo, V. Sih, O. Cohen, O. Raday, and M. Paniccia, Nature Photonics 1, 232 (2007).
69. B. Jalali, V. Raghunathan, D. Dimitropoulos, and 0. Boyraz, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (USA) 12, 412 (2006).
70. H. Rong, Y. H. Kuo, S. Xu, A. Liu, R. Jones, M. Paniccia, 0. Cohen, and 0. Raday, Opt. Express 14, 6705 (2006).
71. A. Liu, H. Rong, R. Jones, 0. Cohen, D. Hak, and M. Paniccia, J. Lightwave Technol. 24, 1440 (2006).
72. M. A. Foster, A. C. Turner, J. E. Sharping, B. S. Schmidt, M. Lipson, and A. L. Gaeta, Nature 441, 960-963 (2006).
73. R. S. Jacobsen, K. N. Andersen, P. I. Borel, J. Fage-Pedersen, L. H. Frandsen, O. Hansen, M. Kristensen, A. V. Lavrinenko, G. Moulin, H. Ou, C. Peucheret, B. Zsigri, and A. Bjarklev, Nature 441, 199-202 (2006).
74. S. Cloutier, C. Hsu, P. Kossyrev, and J. Xu, Adv. Mater. 18, 841-844 (2006).
75. S. Cloutier, R. Guico, and J. Xu, Appl. Phys. Lett. 87, 222104 (2005).
76. M. Rafiq, Y. Tsuchiya, H. Mizuta, S. Oda, S. Uno, Z. Durrani, and W. Milne, J. Appl. Phys. 100, 014303 (2006).
77. S. John and S. Yang, Phys. Rev. Lett. 99, 046801 (2007).
78. S. Yang and S. John, Phys. Rev. B 75, 235332 (2007).
79. S. M. Spillane, T. J. Kippenberg, K. J. Vahala, K. W. Goh, E. Wilcut, and H. J. Kimble, Phys. Rev. A 71, 013817 (2005).