Strain balanced nitride heterostructures with large conduction band offset Gittertöjda nitridheterostrukturer med sort ledningsbandsoffset Optoelektroniska komponenter som är baserade på så kallade nitrider, speciellt galliumnitrid (GaN) och indium-galliumnitrid (InGaN), är särskilt lämpade för optoelektronik. Grupp III-V nitrider är den materialgrupp som består av föreningar mellan de metaller som finns i grupp 3 (B, Ga, Al, In, Tl) i det periodiska systemet och kväve - N (grupp 5 i det periodiska systemet). Nitriderna är piezoelektriska vilket betyder att de kan generera en elektrisk spänning om de utsätts för mekaniska spänningar. Speciellt för nitrider är att dessa innehar elektriska fält som alltid finns närvarande i materialet. Alltsedan demonstrationerna av de första användbara lysdioderna och laserdioderna i mitten av 90-talet har de stått i fokus för intensiva forskningsinsatser där syftet primärt har varit att förbättra prestanda för existerande blå lysdioder och laserdioder. Vår forskning är mer grundläggande eftersom målet är att utnyttja vissa materialegenskaper för att skapa optoelektroniska komponenter som idag ännu inte finns men som skulle bli av utomordentlig betydelse för optiska kommunikationsnät. Vi kommer att studera speciella fysikaliska fenomen har potential att användas i framtidens komponenter. Mer specifikt kommer vi att använda oss av nitrider i form av tunna skikt där varje skikt har olika atomavstånd men där en multilager-stack ger skikten Samma gitterkonstant i alla skikt. På detta sätt kan vi kontrollera skiktens fysikaliska egenskaper som kommer att bli olika dem från värdkristallen. Detta material skall användas för att tillverka kvantkaskadlaser som utsänder ljus av våglängden 1,55 &#956;m. Denna väglängd sammanfaller med absorptionsminimum för optiska fibrer gjorda av kisel. Detta medför alltså att ljussignaler med denna väglängd fortskrider mest energieffektivt i fibern. Kvantkaskadlasern uppfanns 1993-1994 och är bland de mest avancerade optoelektroniska komponenter som är kommersiellt tillgängliga (tillverkad i GaAs). De bygger på att man skapar artificiella egenskaper (subenergiband) i halvledarna med hjälp av avancerade kristallväxttekniker. Avancerade växtmetoder som molekylstråleepitaxi tillåter framställning av strukturer med nm precision (1 nm = ungefär 10 atomer i bredd) som är avgörande i tillverkningen av kvantkaskadlasrar. Kvantkaskadlaserns snabbhet och effektivitet gör den speciellt lämpad för optisk kommunikation. Idag finns inte kvantkaskadlasrar som utsänder ljus av våglängden 1,55 &#956;m. Vårt mål är att mha molekylstråleepitaxi och de föreslagna beräkningarna framställa världens första kvantkaskadlaser som arbetar på våglängden 1,55 &#956;m. Vi kommer också att undersöka möjligheten att nå synligt rött ljus. Lasern kommer att bestå av en kombination av AlN och GaN eller AlInN och GaInN vilka är nödvändiga för att nå de önskvärda våglängderna. The objective of this collaboration is to make theoretical and experimental investigations of layered III-nitride heterostructures with large conduction band offset. The idea is to investigate lattice mismatched multilayer quantum structures for intersubband transitions with minimum defect concentration. This is made by balancing the strain in mismatched layers. Such nanostructures are of great interest for optoelectronic applications exemplified by quantum cascade lasers. The AlN/GaN heterostructure is used today but usually without explicit knowledge about the internal strain in the individual layers and the effect of strain on energy levels. A strain balanced heterostructure, AlInN/GaInN on GaN, is expected to be of higher structural quality, and thus optical and electrical, than for example a heterostructure of AlN/GaN grown on GaN. Main part is to study the strain originating in lattice mismatched layers and to calculate energy levels by self consistence solution of Schrödinger and Poisson equations. This new semiconductor system because it is little investigated and it has the potential to offer the largest conduction band edge difference of any III-V compound. The theoretical part and optical study will be made by the Moroccan team. Epitaxial MBE growth and other experimental studies will be carried out by the Swedish team. The information will be simultaneously exchanged to have as much as possible of results that can improve the heterostructure knowledge.