WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

ленности на прямых межзонных переходах (из рис. температура решетки кристалла T = 77 K; концентрация видно, что пороговая величина интенсивности для возионизованных акцепторов при этой температуре никновения инверсии заселенности составляет в данном NA = 5 · 1015cм-3; ND = 0.

случае около 3 кВт/см2), так как для коэффициента В результате вычислений оказывается, что все параусиления на прямых межзонных переходах справедлива метры Te, µe, Th, µh увеличиваются с ростом интенсивформула ности I. Кроме того, Te/µe < 1 и даже Te/µe 1 при интенсивностях I 10 кВт/см2, а µh < 0. Это оправдывает () =A()B(), (22) Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. Спонтанное и стимулированное излучение из полупроводниковых пленок Cdx Hg1-xTe 4. Заключение В данной работе экспериментально показана возможность получения стимулированного излучения в диапазоне длин волн 3–4.5 мкм из относительно простых (по сравнению с квантово-размерными слоями или гетероструктурами) структур КРТ, выращенных методом МПЭ.

Теоретические оценки условий возникновения инверсии заселенности при преобладании оже-рекомбинации для исследованных структур хорошо согласуются с экспериментальными результатами. В рассмотренной теоретической модели для описания возникновения инверсии заселенности при прямых межзонных переходах не учитывался тепловой разогрев кристаллической решетки образца при облучении образца лазером накачки.

Рис. 6. Рассчитанная зависимость коэффициента усиления на Поэтому понятно, что данные результаты справедливы прямых межзонных переходах от длины волны при величине прежде всего вблизи порога возникновения инверсии поглощенной интенсивности накачки I = 10 кВт/см2. Расчет заселенности. При больших же интенсивностях накачки выполнен для параметров образца КРТ040226 (см. таблицу) и температуры T = 77 K.

в системе будет возникать разогрев кристаллической решетки, что в конечном счете приведет к исчезновению инверсии заселенности и стимулированного излучения.

Полученные результаты дают надежду на то, что где оптимизация параметров активного слоя и волноводных слоев позволит создать с помощью МПЭ лазерpump(g - ) ную структуру на основе Cdx Hg1-xTe для получения A() =0pump, g (23) (g - pump) стимулированного излучения в более длинноволновом диапазоне и при более высоких температурах, чем в — обычный коэффициент усиления на длине волны, настоящее время.

зависимость которого от длины волны обусловлена Авторы выражают благодарность А.П. Коткову, корневой зависимостью от энергии плотности состояний А.Н. Моисееву и Н.Д. Гришновой за сотрудничество.

в параболической зоне. Здесь, для удобства, считается заданным коэффициент поглощения волны накачки Настоящая работа поддержана грантом РФФИ 0pump на длине волны pump. В формуле (22) величина 06-02-16685 и программой РАН „Проблемы радиофизики“.

B() = f (e) + f (h) - 1 (24) e h описывает разность заселенности между верхним и ниж- Список литературы ним уровнем при прямых межзонных переходах, где по[1] R. Dornhaus, G. Nimtz. Springer Tracts in Mod. Phys., 78, прежнему f и f определяются формулами (1). В том e h (1978).

случае, если B > 0, существует инверсия заселенности [2] G. Nimtz. Phys. Rep., 63 (5), 265 (1980).

при прямых излучательных переходах. В формуле (24) [3] Ю.Г. Сидоров, С.А. Дворецкий, Н.Н. Михайлов, М.В. Якудля излучательного перехода на длине волны следует шев, В.С. Варавин, В.В. Васильев, А.О. Сусляков, подставить, как очевидно, в качестве энергий электроВ.Н. Овсюк. Прикл. физика, № 5, 108 (2000).

нов e и дырок h следующие значения:

[4] Ю.Г. Сидоров, С.А. Дворецкий, В.С. Варавин, Н.Н. Михайлов, М.В. Якушев, И.В. Сабинина. ФТП, 35 (9), (2001).

2c 1 1 me [5] J. Bleuse, J. Bonnet-Gamard, G. Mula, N. Magnea, J.-L. Paute = -, h = e. (25) rat. J. Cryst. Growth, 197, 529 (1999).

1 + me/mh g mh [6] T. Schwarzl, G. Springholz, M. Boberl et al. Appl. Phys. Lett., 86 (3), 031 102 (2005).

На рис. 6 приведена зависимость коэффициента уси[7] Ю.Н. Ноздрин, А.В. Окомельков, А.П. Котков, А.Н. Моиления на прямом излучательном переходе (22) от сеев, Н.Д. Гришнова. Письма ЖЭТФ, 80 (1), 29 (2004).

длины волны излучения, соответствующего этому пе[8] Ю.Н. Ноздрин, А.В. Окомельков, А.П. Котков, А.Н. Моиреходу. График построен для значения интенсивности сеев, Н.Д. Гришнова. ФТП, 38 (12), 1419 (2004).

I = 10 кВт/см2. Из рис. 6 замечаем, что максимальное [9] I. Melngailis, A.J. Strauss. Appl. Phys. Lett., 8 (7), 179 (1966).

значение коэффициента усиления в данном случае со- [10] C. Roux, E. Hadji, J.-L. Pautrat. Appl. Phys. Lett., 75 (24), ставляет около 50 см-1. 3763 (1999).

Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. 1308 А.А. Андронов, Ю.Н. Ноздрин, А.В. Окомельков, В.С. Варавин, Р.Н. Смирнов, Д.Г. Икусов [11] M. Zandian, J.M. Arias, R. Zucca, R.V. Gil, S.H. Shin. Appl.

Phys. Lett., 58 (9), 1022 (1991).

[12] J.M. Arias, M. Zandian, R. Zucca, J. Singh. Semicond. Sci.

Technol., 8, S225 (1993).

[13] A. Ravid, A. Sher, G. Cinader, A. Zussman. J. Appl. Phys., 73 (11), 1022 (1993).

[14] H.Q. Le, J.M. Arias, M. Zandian, R. Zucca, Y.-Z. Liu. Appl.

Phys. Lett., 65 (7), 810 (1994).

[15] Г.М. Генкин, А.В. Окомельков, И.Д. Токман. ФТП, 22 (12), 2151 (1988).

[16] Г.М. Генкин, А.В. Окомельков, И.Д. Токман. Письма ЖТФ, 13 (1), 30 (1987).

[17] В.Н. Абакумов, В.И. Перель, И.Н. Яссиевич. Безызлучательная рекомбинация в полупроводниках (СПб., Изд-во „Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН“, 1997).

[18] А.В. Войцеховский, Ю.А. Денисов, А.П. Коханенко, В.С. Варавин, С.А. Дворецкий, В.Т. Либерман, Н.Н. Михайлов, Ю.Г. Сидоров. ФТП, 31 (7), 774 (1997).

[19] К. Зеегер. Физика полупроводников (М., Мир, 1977).

[20] M.D. Blue. Phys. Rev., 134 (1A), A226 (1964).

[21] В.Ф. Гантмахер, И.Б. Левинсон. Рассеяние носителей тока в металлах и полупроводниках (М., Наука, 1984).

Редактор Т.А. Полянская Spontaneous and stimulated radiation of CdxHg1-xTe semiconductor films A.A. Andronov, Yu.N. Nozdrin, A.V. Okomel’kov, V.S. Varavin, R.N. Smirnov, D.G. Ikusov Institute of Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences, 603950 Nizhniy Novgorod, Russia Institute of Physics of Semiconductors, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, 630090 Novosibirsk, Russia

Abstract

Experimental data on the observation of both spontaneous and stimulated emission from thin epitaxial films CdxHg1-x Te under optical excitation with Nd : YAG laser are presented. A simple theoretical model to describe the population inversion is proposed. Theoretical estimations of the parameters in the experimental conditions are presented.

Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып.

Pages:     | 1 | 2 ||



© 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.