Generatsiya dlinnovolnovogo stimulirovannogo izlucheniya v kvantovykh yamakh HgCdTe s uvelichennym energeticheskim porogom ozhe-rekombinatsii

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В работе исследовались различные дизайны диэлектрических волноводов для получения стимулированного излучения (СИ) в диапазоне длин волн 15-30 мкм из гетероструктур с квантовыми ямами (КЯ) на основе CdHgTe, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Снижение радиационных потерь в оптимизированных структурах позволило снизить пороговую интенсивность возникновения СИ до значений ∼ 100 Вт/см2. Модернизация технологии роста привела к уменьшению остаточной концентрации кадмия в КЯ HgCdTe до 2.5 %, благодаря чему удалось увеличить пороговую энергию оже-рекомбинации и добиться предельной температуры наблюдения СИ на межзонных переходах выше 100 K. Полученные результаты создают предпосылки для реализации источников когерентного излучения, превосходящих по характеристикам используемые в спектральном диапазоне 15-30 мкм лазеры на основе халькогенидов свинца-олова.

About the authors

K. A. Mazhukina

Институт физики микроструктур РАН;Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского

Email: mazhukina@ipmras.ru

V. V. Rumyantsev

Институт физики микроструктур РАН

A. A. Dubinov

Институт физики микроструктур РАН;Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского

V. V. Utochkin

Институт физики микроструктур РАН

A. A. Razova

Институт физики микроструктур РАН

M. A. Fadeev

Институт физики микроструктур РАН

K. E. Spirin

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

M. S. Zholudev

Институт физики микроструктур РАН;Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского

N. N. Mikhaylov

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова

References

  1. M. S. Vitiello, G. Scalari, B. Williams, and P. De Natale, Opt. Express 23, 5167 (2015).
  2. R. J. Falconer and A. G. Markelz, J. Infrared Millim. Terahertz Waves 33, 973 (2012).
  3. O. Pirali, N.-T. Van-Oanh, P. Parneix, M. Vervloet, and P. Brechignac, Phys. Chem. Chem. Phys. 8(32), 3707 (2006).
  4. K. H. Michaelian, Q. Wen, B. E. Billinghurst, J. M. Shaw, and V. Lastovka, Vib. Spectrosc 58, 50 (2012).
  5. F. Cataldo, D. A. Garcia-Hernandez, and A. Manchado, Mon. Not. R. Astron. Soc. 429(4), 3025 (2013).
  6. M. Lamperti, R. Gotti, D. Gatti, M. K. Shakfa, E. Cane, F. Tamassia, P. Schunemann, P. Laporta, A. Farooq, and M. Marangoni, Commun. Phys. 3(1), 1 (2020).
  7. Л. Н. Курбатов, А. Д. Бритов, С. М. Караваев, С. Д. Сиваченко, С. Н. Максимовский, И. И. Овчинников, М. М. Рзаев, П. М. Старик, Письма в ЖЭТФ 37(9), 422 (1983).
  8. К. В. Маремьянин, А. В. Иконников, Л. С. Бовкун, В. В. Румянцев, Е. Г. Чижевский, И. И. Засавицкий, В. И. Гавриленко, Физика и техника полупроводников 52(12), 1486 (2018).
  9. К. В. Маремьянин, А. В. Иконников, А. В. Антонов, В. В. Румянцев, С. В. Морозов, Л. С. Бовкун, К. Р. Умбеталиева, Е. Г. Чижевский, И. И. Засавицкий, В. И. Гавриленко, Физика и техника полупроводников 49(12), 1672 (2015).
  10. A. R. Adams, C. T. Elliott, A. Krier, B. N. Murdin, and M. Tacke, Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 359, 547 (2001).
  11. D. N. Talwar and M. Vandevyver, J. Appl. Phys. 56(6), 1601 (1984).
  12. V. M. Menon, L. R. Ram-Mohan, I. Vurgaftman, and J. R. Meyer, J. Electron. Mater. 29(6), 865 (2000).
  13. I. Vurgaftman and J. R.Meyer, Opt. Express 2(4), 137 (1998).
  14. L. Lunczer, P. Leubner, M. Endres, V. L. Mu¨ller, C. Bru¨ne, H. Buhmann, and L. W. Molenkamp, Phys. Rev. Lett. 123(4), 47701 (2019).
  15. S. Gebert, C. Consejo, S. S. Krishtopenko et al. (Collaboration), Nat. Photonics 17(3), 244 (2023).
  16. S. V. Morozov, V. V.Rumyantsev, M. S. Zholudev, A. A. Dubinov, V. Ya. Aleshkin, V. V. Utochkin, M. A. Fadeev, K. E. Kudryavtsev, N. N. Mikhailov, S. A. Dvoretskii, V. I. Gavrilenko, and F. Teppe, ACS Photonics 8, 3526 (2021).
  17. V. V.Rumyantsev, A. A. Dubinov, V. V. Utochkin, M. A. Fadeev, V. Ya. Aleshkin, A. A. Razova, N. N. Mikhailov, S. A. Dvoretsky, V. I. Gavrilenko, and S. V. Morozov, Appl. Phys. Lett. 121, 182103 (2022).
  18. V. A. Shvets, N. N. Mikhailov, D. G. Ikusov, I. N. Uzhakov, and S. A. Dvoretskii, Opt. Spectrosc. 127(2), 34 (2019).
  19. V. V.Rumyantsev, A. A. Razova, L. S. Bovkun et al. (Collaboration), Nanomaterials 11, 1855 (2021).
  20. H. C. Casey and M. B. Panich, Heterostructure lasers, Academic Press, N.Y. (1978).
  21. A. Afonenko, D. Ushakov, G. Alymov, A. Dubinov, S. Morozov, V. Gavrilenko, and D. Svintsov, Journal of Physics D: Applied Physics 54(17), 175108 (2021).
  22. V. Ya. Aleshkin, V. V.Rumyantsev, K. E. Kudryavtsev, A. A. Dubinov, V. V. Utochkin, M. A. Fadeev, G. Alymov, N. N. Mikhailov, S. A. Dvoretsky, F. Teppe, V. I. Gavrilenko, and S. V. Morozov, J. Appl. Phys. 129, 133106 (2021).
  23. В. В. Румянцев, Н. С. Куликов, А. М. Кадыков, М. А. Фадеев, А. В. Иконников, А. С. Казаков, М. С. Жолудев, В. Я. Алешкин, В. В. Уточкин, Н. Н. Михайлов, С. А. Дворецкий, С. В. Морозов, В. И. Гавриленко, Физика и техника полупроводников 52(11), 1263 (2018).

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies