ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2025
Просмотров: 138
Скачиваний: 0
Современные полупроводниковые лазеры – многослойные структуры (рис. 7.6) имеют следующие преимущества: уменьшение рабочего тока вследствие малой площади активной полоски; улучшение условий теплоотвода вследствие двумерного растекания энергии в толще диода; уменьшение деградации приборов вследствие удаления почти всего pn-перехода от поверхности кристалла.
|
|
Дальнейшее развитие техники и технологии приводит к лазерам с квантово-размерными слоями.
При
уменьшении толщины базы гетероструктур
начинают наблюдаться квантово-размерные
эффекты. Для этого толщина базы (
)
должна стать соизмеримой с длиной волны
де Бройля
,
то есть составлять десятки ангстрем.
Современная технология позволяет
выращивать квантоворазмерные структуры
из различных материалов: InP-InAlPAs,
InP-InGaPAs,
GaAs-AlGaAs.
На рис. 7.6,а представлена энергетическая
структура системы GaAs-AlGaAs.
Здесь E1,
Е2
представляют энергетические состояния
электронов Ehh1,
Еhh2,
Еhh3
– состояния тяжелых дырок, Elh1,
Еlh2
–
состояния легких дырок. На рис. 7.6,б
представлена соответствующая диаграмма
плотности состояний.
|
Рис. 75. Диаграмма энергетических уровней КРС на основе AlxGa1–xAs / GaAs / AlxGa1–xAs |
Рис. 7.6. Плотности состояний в зоне проводимости и валентной зоне однослойной КРС |
Полупараболы,
представляющие собой край зоны
проводимости Ec
и валентной зоны Ev,
соответствуют плотностям состояний
объемного полупроводника. Ступенчатое
изменение плотности состояний
характеризует структуру с квантовыми
ямами.
Междузонные рекомбинационные переходы
(правило отбора
)
происходит из основного состояния в
зоне проводимости (например, E1)
в основное состояние в валентной зоне
(например, Ehh1).
Энергия перехода дается выражением:
Носители,
захваченные из широкозонного полупроводника
в квантовую яму при малой толщине ямы
,
не успевают релаксировать на наиболее
глубокие уровни, прежде чем рекомбинируют
с дырками, в результате происходит
ослабления полос излучения.
Квантово-размерный лазер имеет высокую спектральную и пространственную когерентность излучения, низкие потери излучения на поглощение в активной области, низкую пороговую плотность тока и ее меньшую чувствительность к температурным изменениям.
Полупроводниковые лазеры с квантово-размерными слоями изготовляются с помощью жидкофазной и газофазной эпитаксии.