Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cond-mat > arXiv:2411.00332

帮助 | 高级搜索

凝聚态物理 > 中尺度与纳米尺度物理

arXiv:2411.00332 (cond-mat)
[提交于 2024年11月1日 ]

标题: 机器学习辅助外延量子点激光器发射的原位自优化

标题: In-situ Self-optimization of Quantum Dot Emission for Lasers by Machine-Learning Assisted Epitaxy

Authors:Chao Shen, Wenkang Zhan, Shujie Pan, Hongyue Hao, Ning Zhuo, Kaiyao Xin, Hui Cong, Chi Xu, Bo Xu, Tien Khee Ng, Siming Chen, Chunlai Xue, Fengqi Liu, Zhanguo Wang, Chao Zhao
摘要: 传统优化光源发射的方法依赖于耗时的试错方法。尽管在生长过程中对光源增益介质发射进行原位优化是最理想的,但这一目标尚未实现。在这项工作中,我们将原位反射高能电子衍射(RHEED)与机器学习(ML)相结合,关联了表面重构与InAs/GaAs量子点(QDs)的光致发光(PL),这些量子点作为激光器的有源区。我们采用轻量级ResNet-GLAM模型处理RHEED数据作为输入,以实现实时处理,从而有效识别光学性能。这种方法指导了生长参数的动态优化,允许实时反馈控制来调整激光器中的量子点发射。我们在GaAs衬底上的InAs量子点成功实现了优化,在初始亚最佳生长条件下,PL强度提高了3.2倍,半高全宽(FWHM)从36.69 meV减少到28.17 meV。我们的自动化、原位自优化激光器具有5层InAs量子点,在室温下实现了1240 nm的电泵浦连续波操作,阈值电流低至150 A/cm²,其性能与通过传统手动多参数优化方法生长的样品相当。这些结果标志着向智能化、低成本和可重复的发光器件生产迈出了重要一步。
摘要: Traditional methods for optimizing light source emissions rely on a time-consuming trial-and-error approach. While in-situ optimization of light source gain media emission during growth is ideal, it has yet to be realized. In this work, we integrate in-situ reflection high-energy electron diffraction (RHEED) with machine learning (ML) to correlate the surface reconstruction with the photoluminescence (PL) of InAs/GaAs quantum dots (QDs), which serve as the active region of lasers. A lightweight ResNet-GLAM model is employed for the real-time processing of RHEED data as input, enabling effective identification of optical performance. This approach guides the dynamic optimization of growth parameters, allowing real-time feedback control to adjust the QDs emission for lasers. We successfully optimized InAs QDs on GaAs substrates, with a 3.2-fold increase in PL intensity and a reduction in full width at half maximum (FWHM) from 36.69 meV to 28.17 meV under initially suboptimal growth conditions. Our automated, in-situ self-optimized lasers with 5-layer InAs QDs achieved electrically pumped continuous-wave operation at 1240 nm with a low threshold current of 150 A/cm2 at room temperature, an excellent performance comparable to samples grown through traditional manual multi-parameter optimization methods. These results mark a significant step toward intelligent, low-cost, and reproductive light emitters production.
评论: 五位数
主题: 中尺度与纳米尺度物理 (cond-mat.mes-hall) ; 机器学习 (cs.LG)
引用方式: arXiv:2411.00332 [cond-mat.mes-hall]
  (或者 arXiv:2411.00332v1 [cond-mat.mes-hall] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2411.00332
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Chao Zhao [查看电子邮件]
[v1] 星期五, 2024 年 11 月 1 日 03:10:00 UTC (1,215 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
cond-mat.mes-hall
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2024-11
切换浏览方式为:
cond-mat
cs
cs.LG

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号