A light emitting device made of semiconducting materials. The device has an
optical microcavity which supports a resonant mode of predetermined photon
energy. Within the cavity is a quantum well of predetermined thickness and
energy depth. The quantum well is designed such that it forms bound
electron, exciton, lower polariton, and hole energy states of
predetermined energy. The energy of an exciton state is set to equal the
predetermined photon energy of the microcavity mode such that polariton
states are created. A means is provided for resonantly tunneling electrons
into a quantum well energy state. In a first embodiment, electrons
resonantly tunnel into an electron energy state. In a second embodiment,
electrons resonantly tunnel into an exciton energy state, during which
tunneling the electrons simultaneously fuse with holes to form excitons.
In the first embodiment, the electron state to lower polariton state
transition energy is made equal to the energy of a longitudinal optical
(LO) phonon of the quantum well material. This energy equivalence
facilitates the rapid thermalization of resonantly tunneled electrons to
combine with holes and form polaritons resonant with the cavity mode.
Thermalization is rapid because it only requires the scattering of a
single LO phonon. The photon component of the polariton is then emitted
through the leaky cavity reflector. The second embodiment sets the exciton
to polariton transition energy equal to the LO phonon energy to facilitate
rapid thermalization to the polariton state. Photons are then emitted
through the leaky Bragg reflector in the same manner as the first
embodiment.
Een licht uitzendend apparaat dat van semiconducting materialen wordt gemaakt. Het apparaat heeft een optische microholte die een resonerende wijze van vooraf bepaalde fotonenergie steunt. Binnen de holte is een quantum goed van vooraf bepaalde dikte en energiediepte. Het quantum wordt goed ontworpen dusdanig dat het verbindend elektron, exciton, lagere polariton, en de staten van de gatenenergie van vooraf bepaalde energie vormt. De energie van een exciton staat wordt geplaatst om de vooraf bepaalde fotonenergie van de microholtewijze te evenaren dusdanig dat polariton de staten worden gecreeerd. Een middel wordt verstrekt voor goed resonantly het een tunnel graven van elektronen in een quantumenergiestaat. In een eerste belichaming, graven de elektronen resonantly in een staat van de elektronenenergie een tunnel. In een tweede belichaming, graven de elektronen resonantly in een exciton energiestaat een tunnel, waarin een tunnel gravend de elektronen gelijktijdig met gaten smelt om excitons te vormen. In de eerste belichaming, wordt de elektronenstaat aan lagere de overgangsenergie van de polaritonstaat gemaakt aan de energie van een longitudinaal optisch fonon (LO) van het quantum goed materiaal gelijk. Deze energiegelijkwaardigheid vergemakkelijkt snelle thermalization van resonantly een tunnel gegraven elektronen om met gaten te combineren en polaritons resonerend met de holtewijze te vormen. Thermalization is snel omdat het slechts het verspreiden van één enkel fonon LO vereist zich. De fotoncomponent van polariton wordt dan uitgezonden door de lekke holtereflector. De tweede belichaming plaatst exciton aan de energie van de polaritonovergang gelijk aan de LO fononenergie om snelle thermalization aan de polaritonstaat te vergemakkelijken. De fotonen worden dan uitgezonden door de lekke reflector Bragg op de zelfde manier zoals de eerste belichaming.
