WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


На правах рукописи

Работа выполнена в Институте физики микроструктур РАН.

Научный консультант: доктор физико-математических наук

, профессор Шастин Валерий Николаевич.

Ковалевский Константин Андреевич

Официальные оппоненты: кандидат физико-математических наук Митягин Юрий Алексеевич, Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН доктор физико-математических наук, профессор Воробьев Леонид Евгеньевич, СТИМУЛИРОВАННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ Санкт-Петербургский государственный политехнический университет ДОНОРАМИ V-ГРУППЫ

Ведущая организация: Физико-технический институт В ДЕФОРМИРОВАННОМ КРЕМНИИ им. А.Ф. Иоффе РАН 05.27.01 – твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты,

Защита состоится 22 марта 2012 года в 16 часов на заседании диссертаци05.27.01 – микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах онного совета Д. 002.098.01 при Институте физики микроструктур РАН (603950, Н. Новгород, ГСП-105).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики микроструктур РАН.

Автореферат разослан 22 февраля 2012 г.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физико-математических наук, Нижний Новгород - 20профессор К.П. Гайкович

Общая характеристика работы

боты источника в непрерывном режиме и перестройкой длины волны



Актуальность темы вблизи 100 мкм путем изменения приложенного давления [10].

Поиск эффективных источников когерентного излучения в тера- Наибольший резонанс получили успехи в развитии источников герцовом диапазоне частот 1–10 ТГц (дальнем ИК диапазоне 30–300 стимулированного излучения на переходах между состояниями размкм) вызывает повышенный интерес уже на протяжении полувека. Это мерного квантования GaAs/AlGaAs и InGaAs/AlInAs гетероструктурах связано с огромным количеством возможных приложений: такие ис- при вертикальном транспорте электронов [11]. Возможность выращиточники могут быть использованы в спектроскопии плазмы, газов и вать требуемые многослойные гетероструктуры с моноатомной точнотвердых тел, в радиоастрономии, в медицине, системах безопасности, стью [12] позволила смоделировать и реализовать различные лазерные схемы. В результате квантово-каскадным лазерам удалось перекрыть в устройствах для хранения и передачи информации и т.д.

В настоящий момент существуют различные источники терагерцо- диапазон 3 – 24 мкм, 67 – 200 мкм и работать при температурах до 1вого излучения. К приборам вакуумной СВЧ электроники относятся К. [13,14] Достижения в этом направлении отчасти способствовали лазеры на свободных электронах [1], имеющие рекордные мощности спаду интереса ко многим другим идеям создания полупроводниковых для данного диапазона, достигающие величин ~1МВт и возможность источников в этом диапазоне. Тем не менее, квантово-каскадные лазеперестройки частоты в широком диапазоне, а также лампы обратной ры имеют ряд недостатков, среди которых отсутствие генерации в волны [2], с длинами волн до 100 мкм и мощностями ~1мВт. Недос- диапазоне 30–50 мкм из-за сильного решеточного поглощения [15].

татком первых является громоздкость. Вторые ограничены в продви- В кремнии решеточное поглощение мало [15], и с учетом развитой технологии, создание ТГц источников на основе кремния представляжении в коротковолновую область из-за проблем миниатюризации замедляющих систем и уменьшения поперечных размеров пучка. К ет устойчивый интерес на протяжении десятков лет. К настоящему другому классу устройств ТГц диапазона можно отнести газовые лазе- времени эффект стимулированного ТГц излучения получен на внутриры, в которых получен большой набор линий генерации при оптиче- центровых переходах оптически возбуждаемых доноров V группы ском возбуждении вращательно-колебательных переходов молекул (сурьма, фосфор, мышьяк, висмут) в кремнии [16,17]. Линии генера(H2O, D2O, CH3OH и другие) [3]. Тем не менее, ограниченный выбор ции лежат в диапазоне 47–59 мкм и связаны с 2p1s переходами.

линий и сложность в перестройке частот ограничивают сферу их при- Данный источник является первым и пока единственным источником менений. терагерцового диапазона в кремнии. Также можно отметить работы по получению инверсии населенностей в объемном Si:B в скрещенных Стремление получить компактный эффективный источник излучения терагерцового диапазона привело к реализации лазерного эффекта электрическом и магнитном полях [18] и получение электролюминесв полупроводниках. Первые полупроводниковые лазеры длинноволно- ценции из Si/SiGe гетероструктур [19,20].

вого ИК излучения работали на межзонных переходах в узкозонных материалах PbSnSe [4] и достигли длин волн ~40 мкм. Первыми источ- Цель работы никами на внутризонных переходах стали лазеры на горячих дырках в Целью диссертационной работы являются экспериментальные исгермании: лазер на межподзонных переходах (70–200 мкм) [5,6], НЕ- следования влияния одноосной деформации на формирования инверМАГ (700–2000 мкм) [7], лазер на циклотронном резонансе горячих сии населенности между локализованными состояниями доноров V группы (Sb, P, As, Bi) в кремнии и характеристики стимулированного дырок в скрещенных электрическом и магнитном полях (100–400 мкм) [8,9]. Общим недостатком p-Ge лазеров, ограничивающих их примене- излучения при оптическом возбуждении CO2 лазером.

ние, является малая эффективность, что затрудняет реализацию непре- рывного режима генерации. Позднее появились работы, сообщающие Научная новизна о стимулированном излучении разогретыми электрическим полем 1. Получено стимулированное излучение из кремния, легированного дырками в одноосно деформированном германии с возможностью ра- донорами V группы (Sb, P, As, Bi), в условиях одноосного сжатия кристалла вдоль кристаллографического направления [100]; иссле3 дованы выходная интенсивность, временные и спектральные харак- ны с величиной «химического сдвига» основного состояния.

теристики выходного излучения в зависимости от величины дефор- 4. Участие междолинных LA-f и TO-f фононов в релаксации доноров мации. мышьяка и висмута приводит к переключению верхних состояний 2. Экспериментально показано, что изменение состояний доноров в од- (2p±, 2p0) рабочих переходов и частот стимулированного излучения ноосно деформированном кремнии может приводить к снижению при одноосной деформации кристалла кремния в направлении [100].

порога генерации, росту квантовой эффективности, появлению но- вых частот генерации. Личный вклад автора в получение результатов 3. Экспериментально показано, что взаимодействие с междолинными - Определяющий вклад в подготовку и проведение экспериментальных фононами f- и g-типа определяет времена жизни примесных состояисследований по получению стимулированного излучения из кремний 2p0, 2p±, 1s(T2) доноров Sb, P и As в кремнии.

ния, легированного донорами V-группы, и измерению его выходной интенсивности в условиях одноосного сжатия кристалла и фотоиониНаучная и практическая значимость зации излучением CO2 лазера [A1, A2, A5–A13, A15–A20].

Научная значимость состоит в получении новых знаний о физике ре- Равнозначный вклад в получение спектральных зависимостей стимулаксационных процессов состояний доноров в кремнии при их фотовозлированного излучения доноров V группы при их фотоионизации в буждении, способных приводить к формированию инверсной заселенноусловиях одноосного сжатия кристалла (совместно с Р.Х. Жукависти примесных состояний и генерации излучения в диапазоне 4,9–6,ным и С.Г. Павловым) [A1, A2, A5–A13, A15–A20].





ТГц в условиях низких температур.

- Равнозначный вклад в обсуждение и интерпретацию всех экспериПрактическая значимость определяется реализацией кремниевого ламентов по возбуждению доноров излучением CO2 лазера в одноосно зера с малым порогом и новыми частотами генерации. Данный источник деформированном кремнии (совместно с Р.Х. Жукавиным, В.Н. Шасможет быть использован в качестве гетеродина в радиоастрономии. Ретиным) [A1, A2, A5–A13, A15–A20], а также вопросов теоретическозультаты работы показывают возможность получения непрерывного рего анализа внутрипримесной релаксации с испусканием междолинжима генерации в деформированном кристалле.

ных фононов (совместно с В.В. Цыпленковым и В.Н. Шастиным) [A3, A4, A14].

Основные положения, выносимые на защиту 1. Междолинное рассеяние электронов с излучением акустических TAАпробация работы g, LA-g, TA-f, LA-f и оптических LO-f, TO-f и LO-g фононов доминиМатериалы, вошедшие в диссертационную работу, обсуждались на рует в процессе релаксации неравновесных состояний доноров V семинарах ИФМ РАН (Нижний Новгород), Нижегородского университегруппы (Sb, P, As, Bi) в кремнии и существенно меняется при однота им. Н.И. Лобачевского, Института исследования планет (Берлин). Ососной деформации кристалла.

новные результаты диссертации представлялись на радиофизических 2. Как направление, так и величина одноосной деформации кристалла конференциях ННГУ им. Н.И. Лобачевского (Нижний Новгород, 2003, существенно влияют на населенность рабочих переходов, эффектив2004); всероссийской молодежной конференции по физике полупровод ность, порог генерации и спектральные характеристики стимулироников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике (С.-Петербург, ванного излучения доноров V группы в кремнии при их оптическом 2003); всероссийском семинаре по терагерцовой оптике и спектроскопии возбуждении.

в рамках конференции по фундаментальным проблемам оптики (С.3. Для каждого из перечисленных доноров существует своя область Петербург, 2008); X, XII, XV международных симпозиумах по нанофиоптимальной одноосной деформации кристалла, при которой достизике и наноэлектронике (Нижний Новгород, 2006, 2008, 2011); 7, 9 и гается наибольшая эффективность стимулированного излучения при Российских конференциях по физике полупроводников (Звенигород наименьшей пороговой интенсивности накачки. Параметры таких 2005, Новосибирск-Томск, 2009, Нижний Новгород, 2011); 29-ой, 31-ой, оптимальных деформаций зависят от элемента легирования и связа34-ой и 35-ой Международной конференции по инфракрасному, милли5 а) б) метровому и терагерцовому излучению (Карлсруэ, Германия, 2004, E, мэВ E, мэВ Шанхай, Китай, 2006, Бусан, Корея, 2009, Рим, Италия, 2010); совещании 0 10 20 30 40 0 1 2 по нанофотонике (Н.Новгород, 2004); XIX Международной конференции по когерентной и нелинейной оптике, лазерам, их приложениям и техно- Зона проводимости логиям (Минск, Беларусь, 2007); 12-ой международной конференции по -2s рассеянию фононов в конденсированных средах (Париж, Франция, 2007); 4-ой международной конференции по современной оптоэлектро2s ники и лазерам (Алушта, Украина, 2008); 16-ой международной конфе10 -ренции по динамике электронов в полупроводниках (Монтпелье, Фран2s ция, 2009); международной конференции по ТГц и среднему ИК излуче- 2s нию (Турунк-Мармарис, Турция, 2009); II и III симпозиуме по когерент--ному оптическому излучению полупроводниковых соединений и структур (Москва, 2010, 2011).

ТГц E --Публикации ТГц B- По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ в реферируеu мых научных журналах и изданиях, а также 22 работы в материалах кон1s(T2:Г7 ) --ференций.

-0,3 0,Объем и структура диссертации 0 1 2 3 4 5 Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения. Общий P [100], кбар P [100], кбар Объем диссертации составляет 151 страницу, включая 135 рисунков и Рис.1. Рабочие переходы доноров V группы в деформированном кремнии таблиц. Список цитируемой литературы содержит 78 наименование, спипри возбуждении CO2 лазером и T=4,2 К. a) Si:P (1–5 кбар), б) Si:Bi (0–0,сок публикаций автора по теме диссертации – 32 наименования.

кбар). P – деформация сжатия [100], E – энергия расщепления зоны проводимости (междолинное расщепление).

Содержание работы Во введении обоснована актуальность темы диссертации, показана ее научная значимость, сформулированы цели и задачи работы, приведены положения, выносимые на защиту, а также представлены сведения о структуре и содержании работы.

В первой главе отражены теоретические и экспериментальные предпосылки для создания инверсии населенности в одноосно деформированном кремнии, легированном мелкими донорами при их оптическом возбуждении. Большой набор накопленных данных дает информацию об энергетическом спектре (Рис.1) и волновых функциях мелких доноров в деформированном кристалле, а также о релаксационных процессах, контролирующих электронные распределения в такой среде. Отражены особенности оптических свойств мелких доноров в одноосно деформиро- Рис.2. Слева: оптическая схема измерений; справа: характерные размеры ванном кристалле кремния. кремниевых образцов 356 мм3, уровень легирования Nd~31015 см-3, концентрация акцепторов Na<1013см-3.

7 Энергия Si :

P,мэВ Энергия Si :

Bi,мэВ Вторая глава содержит описание экспериментальной методики для Четвертая глава представляет результаты исследования стимулиронаблюдения стимулированного излучения ТГц диапазона частот из мел- ванного излучения Si:P. Помимо стандартных образцов в эксперименте ких доноров в монокристаллическом кремнии при одноосном сжатии использовался монокристаллический изотопно-обогащенный 28-й кремкристалла и фотовозбуждении CO2 лазером (Рис.2). Приведены характе- ний 28Si:P (содержание 28Si в матрице кристалла составляет 99,99495%), ристики исследуемых в эксперименте образцов монокристаллического легированный фосфорными центрами. Оба материала имеют схожие кремния, легированного мелкими донорами. экспериментальные данные. Область генерации лежит в диапазоне давТретья глава посвящена исследованию стимулированного эффекта лений 0P<2,5 кбар и определяется взаимодействием нижнего рабочего состояния 1s(B2) с TA-g фононами (Рис.4,а). Максимальный сигнал выв Si:Sb при фотовозбуждении CO2 лазером в одноосно деформированном кристалле. Полученная зависимость интенсивности выходного стимули- ходного ТГц излучения наблюдается для больших интенсивностей нарованного излучения от деформации носит немонотонный характер, и качки ~200 кВт/см2 при давлении ~0,6 кбар. Линия излучения имеет часпри больших накачках имеет максимум вблизи 0,4 кбар. При этом форма тоту 180,7 см-1, не меняется при деформации кристалла (Рис.4,б), и соотимпульса стимулированного излучения также зависит от деформации ветствует переходу 2p0l1s(B2) (Рис.1,а). Оптимальное давление, при (Рис.3,а). Область генерации определяется взаимодействием рабочих котором наблюдается минимум порога, близко к 1 кбар. При такой велисостояний с междолинными TA-f, TA-g и LA-g фононами и лежит в диа- чине сжатия значение порога падает до 200 Вт/см2.

пазоне давлений 0P<1,5 кбар. Имеют место две линии генерации: Пятая глава содержит результаты экспериментов по измерению вы ходной интенсивности и спектральных характеристик в Si:As. Генерация 2p0u1s(T2:Г6) и 2p0l1s(T2:Г7). Первый переход соответствует частоте 171,8 см-1, которая остается постоянной при изменении давления. Энер- получена во всем диапазоне исследовавшихся деформаций 0P4,4 кбар.

гия второго перехода зависит от величины и направления деформации и Обнаружен эффект переключения рабочих переходов при деформации соответствует области частот 171,8–173 см-1. Такое поведение определя- ~0,3 кбар вдоль [100] (Рис.5,а). Частоте генерации 211,9 см-1 наблюдаеется спин-орбитальным взаимодействием. При величине сжатия ~0,7 мой при P<0,35 кбар соответствует переход 2p±l1s(B2), а частоте 171,кбар порог генерации падает больше чем на два порядка величины до см-1 при P>0,3 кбар – 2p0l1s(B2). Переключение рабочих переходов свярекордно малых интенсивностей накачки <100 Вт/см2 (Рис.3б). зано с подавлением распада состояний 2p±, 2s в основное состояние Энергия кванта, мэВ Время, мкс a) Междолинное расщепление, мэВ а) б) Плотность потока, 1023 квант/см2с б) 0,0 0,1 0,0,1 1 10 100 20 22 0 5 10 15 Накачка кВт/см2:

P [100], кбар:

Деформация сжатия [100], 2,4 кбар 2p01s(B2) 0,4 0,0, 180 1 - кбар:

25 2 - 0, 0,3 0,3 - 0, 0,TA-g 2p01s(B2) 1,3 кбар 0,4 - 0, 0,0,0,5 - 1, 1,0,0 2p01s(T2) 0 кбар 0,0,20,0,0,1 1 10 100 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,-50 0 50 100 150 2160 180 2Время, нс Деформация сжатия [100], кбар Накачка, кВт/смВолновое число, см-Рис.3. Зависимость интенсивности cтимулированного ТГц излучения из Рис.4. a) Зависимость интенсивности cтимулированного излучения 28Si:P образца Si:Sb от a) времени, б) интенсивности TEA CO2 накачки для раз- от деформации сжатия вдоль направления [100]:б) спектрограммы Si:P личных значений деформации сжатия вдоль направления [100]. T=4,2 K. для различных деформаций сжатия [100]. T=4,2 K 9 Si :

Sb, отн.ед.

Излучение Si :

Sb, отн.ед.

Излучение Si :

P, отн.ед.

CO, кВт/см Интенсивность Si :

P, отн.ед.

Междолинное расщепление, мэВ Междолинное расщепление, мэВ Междолинное расщепление, мэВ а) б) а) б) Плотность потока, 1023 квант/см2с 0 4 8 12 16 20 110 100 0 2 4 0 10 20 216 212 2p±u1s(T2:Гu) Деформация сжатия [100], Накачка, кВт/см2: 1 0,8 55 2p±l1s(T2:Гl ) 0,3 кбар: 0,0,212 LO-g 2 0,0,TO-f 1,2p± 1s(T2) 0, 3,2p0 1s(T2) 2p±u1s(T2:Г6) 210,2p±u1s(1:7) 0,10,0,168 10 1 2 3 0,0 1,0 2,0 110 100 0,0 0,2 0,4 0,Деформация сжатия [100], кбар Деформация сжатия [100], кбар Накачка, кВт/см2 Деформация сжатия [100], кбар Рис.5. a) Зависимость частоты cтимулированного излучения Si:As от де- Рис.6. a) Интенсивность cтимулированного излучения Si:Bi от деформаформации сжатия вдоль [100]. Сплошными линиями показаны теорети- ции сжатия вдоль [100]. б) Зависимость частоты cтимулированного излуческие значения энергии переходов; б) интенсивность излучения Si:As от чения Si:Bi от деформации сжатия вдоль направления [100]. Сплошными линиями показаны теоретические значения энергии переходов. T=4,2 K величины CO2 накачки. T=4,2 K.

1s(A1) по причине выхода из резонанса с междолинным LA-f фононом за фононом. Новая частота генерации 164 см-1 соответствует переходу счет деформационного смещения энергии основного состояния. Получе- 2р0u1s(T2:Г6). При деформации ~2 кбар достигается наименьшее значено также резкое падение пороговой интенсивности накачки до значений ние пороговой интенсивности накачки ~3,5 кВт/см2, которое является 250–300 Вт/см2 при давлении ~3 кбар (Рис.5,б). При этом давлении на- наибольшим среди исследуемых примесей.

блюдается и наибольший сигнал выходного стимулированного излуче- Седьмая глава посвящена сопоставлению характеристик стимулиния для всех интенсивностей накачки. рованного излучения различных доноров V группы (Sb, P, As, Bi) при Шестая глава посвящена изучению генерации в одноосно деформи- одноосном сжатии вдоль кристаллографического направления [100]. Нарованном Si:Bi. Показано, что существует две области генерации 0P<0,8 личие разного «химического сдвига» энергии основного состояния опрекбар и P>1 кбар (Рис.6,а). Провал в области 0,8–1 кбар связан с взаи- деляет особенности внутрицентровой релаксации в каждом доноре. Для примесей Sb, P и As, имеющих близкие энергии основного состояния, модействием состояния 2p±l с междолинным TO-f фононом. При давнаблюдается следующая закономерность: с ростом «химического сдвилении 0,1 кбар обнаружено резкое снижение интенсивности выходного га» растет минимальное величина пороговой интенсивности, а также излучения из-за резонанса состояния 2p±l с междолинным оптическим значение оптимальной деформации сжатия. Большая величина химичеLO-g фононом. Спектр излучения содержит пять линий, четыре из котоского сдвига в Si:Bi сильно меняет картину внутрипримесной релаксарых наблюдаются при давлениях P<1 кбар (Рис.6,б) и связаны с перехоции, в том числе и за счет взаимодействия с оптическими фононами; в дами из возбужденных состояний 2р± (Рис.1,б). При этом наличие спинрезультате оптимальные параметры висмута выпадают из общей законоорбитального расщепления (0,71 мэВ) уровня 1s(T2) дает возможность мерности.

плавной перестройки частоты генерации в диапазоне 205,7 – 211,8 см-Наблюдаемое в эксперименте падение пороговой интенсивности надля группы переходов 2р±u1s(T2:Г6),1s(T2:Г7u) и 2р±l1s(T2:Г7l) посредкачки в 10–100 раз и увеличение лазерной эффективности в одноосноством изменения величины и направления деформации. Другая наблюдеформированном кристалле кремния с донорами V группы связано с даемая частота 191,8 см-1 соответствует линии 2р±u1s(B1:Г7). При давизменением темпов внутридолинной релаксации, увеличением эффеклении P>2 кбар происходит смена верхнего рабочего состояния, связантивности накачки верхних рабочих состояний и уменьшением внутренная с выходом состояний 2р0 и 1s(A1l) из резонанса с междолинным TO-f 11 --Излучение Si :

As, отн.ед.

Излучение Si :

Bi, отн.ед.

Частота излучения Si :

Bi, см Частота излучения Si :

As, см них потерь за счет снижения с ростом деформации концентрации отри- цательно заряженных доноров, являющихся активными поглотителями ТГц излучения.

Заключение содержит основные результаты диссертационной рабо- Цитируемая литература ты. [1] Knippels, G.M.H. Generation of frequency-chirped pulses in the far infrared by means of a sub-picosecond free-electron laser and an external Основные результаты работы pulse shaper / G.M.H. Knippels, A.F.G. van der Meer, R.F.X.A.M. Mols, P.W. van Amersfoort, R.B. Vrijen, D.J. Maas, L.D. Noordam // Opt.

1. Экспериментально показано, что одноосная деформация сжатия кристалла кремния вдоль кристаллографического направления [100] суCommun. - 1995. – Vol.118. - P. 546-550.

щественно влияет на стимулированное излучение оптически возбуж[2] Kozlov, G.V. Coherent Source for Submillimeter Wave Spectroscopy / даемых доноров V группы (Sb, P, As, Bi), увеличивая его эффективKozlov G.V., Volkov A. A. // Topics in Applied Physics, edited by G.

ность и в 10–100 раз снижая пороговую интенсивность накачки.

Gruner, published by Springer-Verlag - 1998. – Vol. 74 – P. 51-109.

2. На основании проведенных оценок и наблюдаемых зависимостей [3] De Temple, Th. Pulsed Optically Pumped Far Infrared Lasers in Infrared показано, что поглощение на отрицательно заряженных D– донорах в and Millimeter Waves/ Th. de Temple // Edited by K.J. Button. N.Y. - кремнии приводит к существенным внутренним потерям и значи1979. – Vol.1 - P. 129.

тельно уменьшает коэффициент/сечение усиления в ТГц лазерах на [4] Мурашов, М.С. О временных задержках генерации излучения в ладонорах V группы в кремнии в условиях их фотовозбуждения.

зерных диодах на основе халькогенидов свинца / М.С. Мурашов, 3. Измерены оптимальные значения величины деформации сжатия А.П. Шотов // Квантовая электроника. - 1995. - Т.22. Вып.12. - С.

вдоль оси [100] кристалла кремния для стимулированного излучения 1255.

донорами V группы. Установлено, что этот параметр зависит от эле[5] Андронов, А.А. Стимулированное излучение в длинноволновом мента легирования и определяется величиной «химического сдвига» ИК диапазоне на горячих дырках Ge в скрещенных электричеосновного состояния.

ском и магнитном полях / Андронов А.А., Зверев И.В., Козлов 4. Полученные зависимости интенсивности ТГц стимулированного изВ.А., Ноздрин Ю.Н., Павлов С.А., Шастин В.Н. // ЖЭТФ - 1984.

лучения различных доноров V группы в кремнии от одноосной де- Т.40. Вып.2. - С.69-71.

формации кристалла вдоль [100] позволили установить роль междо[6] Муравьев, А.В. Перестраиваемый узкополосый лазер на межподлинных TA-g, LA-g, TA-f, LA-f, LO-f, TO-f и LO-g фононов в релаксазонных переходах дырок германия / А.В. Муравьев, С.Г. Павлов, ции возбужденных состояний этих центров.

В.Н. Шастин // Квантовая электроника. - 1993. - Т. 20. Вып. 2. - 5. Экспериментально исследовано влияние одноосной деформации С.142-148.

сжатия кристалла на спектр стимулированного излучения доноров V [7] Gavrilenko, V.I. Negative mass cyclotron resonance maser / V.I. Gavriгруппы в кремнии. Обнаружено, что для доноров мышьяка и висмута lenko and Z.F. Krasil’nik // Opt.Quant.Elect. - 1991. – Vol.23. - S323– сжатие кристалла приводит к переключению верхних рабочих соS329.

стояний стимулированного излучения с 2p± на 2p0. Эффект связан с [8] Ivanov, Y.L. Generation of Cyclotron Radiation by Light Holes in влиянием деформации на релаксацию состояний с участием междоGermanium / Ivanov Y.L. // Optical and Quantum Electronics - линных LA-f, TA-f и TO-f фононов.

6. Экспериментально обнаружено, что стимулированное излучение оп- 1991. – Vol.23. - S253-S265.

тически возбуждаемых доноров висмута в [100] деформированном [9] Mitygin, Yu.A. Wide-Range Tunable Sub-Millimeter Cyclotron Resoкремнии (2 кбар

A.P. // Optical and Quantum Electronics - 1991. – Vol.23. - S307-S311.

[10] Алтухов, И. В. Межзонное излучение горячих дырок в Ge при одно13 осном сжатии / И. В. Алтухов, М.С. Каган, В.П. Синис // Письма в R. T. Troeger, S. K. Ray, and J. Kolodzey // Physica Status Solidi B - ЖЭТФ. - 1988. – Т.47. - С. 136.

2003. - Vol.235. Issue 1. - P. 135–138.

[11] Faist, J. Long-wavelength infrared semiconductor lasers / Jerome Faist and Carlo Sirtori // Published by John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, Список работ автора по теме диссертации New Jersey. – 2004. – P.217–2[12] Kohler, R. Terahertz semiconductor-heterostructure laser / Kohler R., [А1] Pavlov, S.G. Low-threshold terahertz Si:As laser / S.G. Pavlov, U.

Tredicucci A., Beltram F., Beere H., Linfield E., Davies G., Ritchie D., Boettger, H.-W. Huebers, R.Kh.Zhukavin, K.A.Kovalevsky, V.V.

Iotti R.C., and Rossi F. // Nature. - 2002. – Vol. 417. - P. 156–159. Tsyplenkov, V.N.Shastin, N. V. Abrosimov, H. Riemann // Appl.

Phys. Lett..– 2007.–. v.90.– P. 141109-(1-2) [13] Williams, B. S. Terahertz quantum-cascade lasers / Williams B.S. // [А2] Zhukavin, R. Kh. Influence of uniaxial stress on stimulated terahertz Nature Photonics. – 2007. – Vol. 1. – P. 517-523.

phosphor and antimony donors in silicon / R.Kh. Zhukavin, V.V. Tsy[14] Kumar, S. Recent Progress in Terahertz Quantum Cascade Lasers / plenkov, K.A. Kovalevsky, V.N. Shastin, S.G. Pavlov, U. Bottger, H.S.Kumar // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. – W. Hubers, H. Riemann, N.V. Abrosimov, and N. Notzel // Appl.

2011. – v.17 issue 1. – P. 38-Phys. Lett..– 2007.– v.90.– P. 051101-(1-3) [15] Dargys, A. Handbook on Physical Properties of Ge, Si, GaAs and InP / [А3] Цыпленков, В.В. Релаксация возбужденных состояний доноров в Dargys A. and J. Kundrotas // Science and Encyclopedia Publishers, Vilкремнии с излучением междолинных фононов / Цыпленков В.В., nius - 1994. - P.2 Ковалевский К.А., Шастин В.Н. // Физика и техника полупровод[16] Shastin, V. N. Stimulated THz emission from group-V donors in silicon ников. – 2008. – том 42, вып. 9. – C. 10under intracenter photoexcitation / V. N. Shastin, R. Kh. Zhukavin, E. E.

[А4] Цыпленков, В.В. Влияние одноосной деформации на релаксацию Orlova, S. G. Pavlov, M. H. Rmmeli, H.-W. Hbers, J. N. Hovenier, возбужденных состояний мелких доноров в кремнии при взаимо T. O. Klaassen, H. Riemann, I. V. Bradley, and A. F. G. van der Meer // действии с междолинными фононами / Цыпленков В.В., КовалевAppl. Phys. Lett. – 2002. – Vol. 80, Issue 19. – P. 3512-3514.

ский К.А., Шастин В.Н. // Физика и техника полупроводников. – [17] Pavlov, S. G. Terahertz silicon lasers: Intracenter optical pumping / 2009. – том 43, вып. 11. – C.14S. G. Pavlov, H.-W. Hbers, M. H. Rmmeli, J. N. Hovenier, T. O.

[А5] Pavlov, Sergey G. Optimizing the Operation of Terahertz Silicon Klaassen, R. Kh. Zhukavin, A. V. Muravjov, and V. N. Shastin // Lasers / Sergey G. Pavlov, Heinz-Wilhelm Hubers, Ute Bottger, “Towards the First Silicon Laser”, Eds. L. Pavesi et al., NATO SciRoman Kh. Zhukavin, Veniamin V. Tsyplenkov, Konstantin A.

ence Series II: Mathematics, Physic and Chemistry. Kluwer AcaKovalevsky and Valery N. Shastin // Selected Topics in Quantum demic Publishers. – 2003. – Vol. 93. – P. 331-340.

Electronics, IEEE Journal. – 2009. – V. 15, № 3. – P. 9[18] Muravjov, A.V. Amplification of Far-Infrared Radiation on Light Hole [А6] Shastin, V.N Advanced THz laser performance of shallow donors in Cyclotron Resonance in Silicon in Crossed Electric and Magnetic Fields axially stressed silicon crystal / V.N. Shastin, R.Kh. Zhukavin, K.A.

/ Muravjov A.V., Strijbos R.C., Wenckebach W.Th., and Shastin V.N. // Kovalevsky, V.V. Tsyplenkov, S.G. Pavlov and H.-W. Hubers // J. of 21th Int. Conf. on Infrared and Millimeter Waves, Berlin. Conference Physics: Conference Series. – 2009. – v.193, № 012086. – P.1–proceeding - 1996. - CTh11.

[А7] Zhukavin, R.Kh. Spin-orbit coupling effect on bismuth donor lasing in [19] Dehlinger, G. Intersubband electroluminescence from siliconstressed silicon / R.Kh. Zhukavin, K.A. Kovalevsky, V.V. Tsyplenkov, based quantum cascade structures / Diehl L., Gennser U., Sigg V.N. Shastin, S.G. Pavlov, H.-W. Hubers, H. Riemann,N.V.

Abrosimov and A. K. Ramdas // Appl. Phys. Lett.. – 2011. – v.99. – H., Faist J., Ensslin K., Grutzmacher D., Muller E. // Science. 171108-(1–3) 2000. Dec 22. – 290 (5500). – P. 2277-2280.

[А8] Zhukavin, R.Kh. Silicon THz Lasers Performance Under Uniaxial [20] Kagan, M. S. THz lasing of SiGe/Si quantum-well structures due to shalStress/ R.Kh. Zhukavin, S.G. Pavlov, H.-W. Hubers, K.A. Kovalevsky, low acceptors / M. S. Kagan, I. V. Altukhov, E. G. Chirkova, V. P. Sinis, 15 V.V. Tsyplenkov, V.N. Shastin // The joint 31st International Conference on Infrared and Millimeter Waves and 14th International ConferR.Kh. Zhukavin, K.A. Kovalevsky, V.V. Tsyplenkov, V.N. Shastin, ence on Terahertz Electronics, 18th to 22nd 2006 Shanghai, China.– S.G. Pavlov, H.-W. Huebers // Procedings of IRMMW-THz (2009) P.3conference, September 21-25, Paradise Hotel, Busan, Korea, [А9] Shastin, V.N. THz lazing from shallow donors in silicon/ V.N. Shastin, M3A03.03R.Kh. Zhukavin, V.V. Tsyplenkov, K.A. Kovalevsky, S.G. Pavlov, H.[А16] Шастин, В.Н. Стимулированное излучение доноров в одноосно W. Huebers // ICONO/LAT 2007, May 28-June 1, 2007, Minsk, Belaдеформированном кремнии / В.Н. Шастин, Р.Х. Жукавин, K.A.

rus.

Ковалевский, В.В. Цыпленков, С.Г. Павлов, H.-W. Hubers // Труды [А10] Pavlov, S.G. Stress-controlled impurity-phonon resonances in terahertz II симпозиума по когерентному оптическому излучению полупроsilicon lasers / S.G. Pavlov, H.-W. Huebers, U. Bottger, R.Kh.

водниковых соединений и структур, М.: ФИАН. – 2010. – C.49-Zhukavin, V.V. Tsyplenkov, K.A. Kovalevsky, V.N. Shastin, N.V.

[А17] Zhukavin, Roman Kh. Stress dependent frequency shift in Si:Bi and Abrosimov, N. Notzel, H. Riemann // Phonons 2007: Book of abstracts Si:Sb THz lasers / Roman Kh. Zhukavin, K. A. Kovalevsky, V. V.

of the 12th Int. Conf. on Phonon scattering in condensed matter, ConTsyplenkov, V. N. Shastin, S. G. Pavlov, U. Bottger, N. Notzel, H.

servatoire National des Arts et Metiers, Paris, 15-20 July 2007. – P.

Riemann, N. V. Abrosimov, and H.-W. Hubers // The 35th Interna132-1tional Conference on Infrared, Millimeter and THz Waves (IRMMW[А11] Shastin, Valery N. THz lasing of shallow donors in stressed silicon THz 2010), Rome (Italy), September 5 to September 10, 20crystal / Valery N. Shastin, Roman Kh. Zhukavin, Konstantin A.

[А18] Shastin, V.N. Gain and efficiency of THz donor lasing in axially Kovalevsky, Veniamin V. Tsyplenkov, Sergey G. Pavlov, Heinzstressed silicon сrystal / V.N. Shastin, R.Kh. Zhukavin, K.A.

Wilhelm Hubers // CAOL 2008: 4th International Conference on AdKovalevsky, V.V. Tsyplenkov, S.G. Pavlov, and H.-W. Hubers // The vanced Optoelectronics and lasers, Alushta, Crimea, Ukraine, 2008, 35th International Conference on Infrared, Millimeter and THz Waves IEEE Catalog No CFP08814-PRT. – P.254-2(IRMMW-THz 2010), Rome (Italy), September 5 to September 10, [А12] Shastin, V.N. Advanced THz laser performance of shallow donors in 20axially stressed silicon srystal / V.N. Shastin, R.Kh. Zhukavin, K.A.

[А19] Шастин, В.Н. Особенности стимулированного излучения доноров Kovalevsky and V.V. Tsyplenkov, S.G. Pavlov and H.-W. Hubers // V группы в одноосно деформированном кремнии / В.Н. Шастин, Optoelectronics and Nanostructures: 16th International conference on Р.Х. Жукавин, К.А. Ковалевский, В.В. Цыпленков, S.G. Pavlov, U.

Electron Dynamics in Semiconductors, Montpellier, France, Auguest Botger, H. Riemann, N.V. Abrosimov, and H.-W. Huebers // Труды X 23-28, 2009. – P.1Российской конференции по физике полупроводников, Нижний [А13] Ковалевский, К.А. Стимулированное излучение доноров в дефорНовгород, 19-23 сентября 2011. – С.мированном кремнии / К.А Ковалевский, В.Н. Шастин, Р.Х. Жу[А20] Жукавин, Р.Х. Влияние спин-орбитального взаимодействия на кавин // IX Российская конференция по физике полупроводников, стимулированное излучение донорами в деформированном кремНовосибирск-Томск, 28 сентября- 3 октября 2009. – С.2нии / Р.Х. Жукавин, К.А. Ковалевский, В.В. Цыпленков, В.Н.

[А14] Tsyplenkov, V.V. Lifetimes of operating states in terahertz intracenter Шастин, S.G. Pavlov, U. Botger, H. Riemann, N.V. Abrosimov, H.silicon lasers / V.V. Tsyplenkov, R.Kh. Zhukavin, K.A. Kovalevsky, W.Huebers // Труды X Российской конференции по физике полуV.N. Shastin, H.- W. Huebers, S.G.Pavlov, N.V. Abrosimov, P.J.

проводников, Нижний Новгород, 19-23 сентября 2011. – С.1Phillips, D.A., Carder // NATO Advanced Research Workshop on Terahertz and Mid Infrared Radiation: Basic Research and Applications TERA - MIR 2009, 3-6 November 2009: Institute of Theoretical and Applied Physics, Turunc-Marmaris, Turkey.– P.85.

[А15] Zhukavin, R.Kh. Fine Tuning of THz Emission Line in Si Lasers / 17 Ковалевский Константин Андреевич СТИМУЛИРОВАННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ДОНОРАМИ V-ГРУППЫ В ДЕФОРМИРОВАННОМ КРЕМНИИ Автореферат Подписано к печати 26 января 2012 г. Тираж 100 экз.

Отпечатано в Институте физики микроструктур РАН, 603950, г. Н. Новгород, ГСП-105.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.