"Физика и техника полупроводников"
Издателям
Вышедшие номера
Захват носителей заряда и выходная мощность лазера на квантовой яме
Соколова З.Н.1, Тарасов И.С.1, Асрян Л.В.2
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, Virginia, USA
Поступила в редакцию: 20 апреля 2011 г.
Выставление онлайн: 20 октября 2011 г.

-1 Исследовано влияние немгновенного захвата носителей заряда в наноразмерную активную область на мощностные характеристики полупроводникового лазера. Рассмотрена лазерная структура на основе одиночной квантовой ямы. Показано, что замедленный захват носителей заряда в квантовую яму приводит к уменьшению внутренней дифференциальной квантовой эффективности и к сублинейности ватт-амперной характеристики лазера. Основным параметром нашей теоретической модели является скорость захвата носителей из объемной области (волноводной области) в двумерную область (квантовую яму). Изучено влияние скорости захвата на зависимости следующих характеристик лазера от плотности тока накачки: выходной оптической мощности, внутренней квантовой эффективности стимулированного излучения, тока стимулированной рекомбинации в квантовой яме, тока спонтанной рекомбинации в слое оптического ограничения и концентрации носителей в слое оптического ограничения. Уменьшение скорости захвата приводит к большей сублинейности ватт-амперной характеристики, что является следствием увеличения доли тока инжекции, расходуемой на паразитную спонтанную рекомбинацию в слое оптического ограничения, и соответственно уменьшения доли тока инжекции, расходуемой на стимулированную рекомбинацию в квантовой яме. Сравнение теоретических и экспериментальной ватт-амперных характеристик для рассмотренной в качестве примера структуры показывает, что хорошее согласие между ними (вплоть до очень высокой плотности тока инжекции 45 кА/см2) достигается при значении скорости захвата 2·106 см/с. Результаты настоящей работы могут быть использованы для оптимизации лазеров на квантовой яме для генерации высоких мощностей оптического излучения.
  • Д.З. Гарбузов, А.В. Овчинников, Н.А. Пихтин, З.Н. Соколова, И.С. Тарасов, В.Б. Халфин. ФТП, 25, 928 (1991)
  • W. Rideout, W.F. Sharfin, E.S. Koteles, M.O. Vassell, B. Elman. IEEE Photon. Technol. Lett., 3, 784 (1991)
  • N. Tessler, R. Nagar, G. Eisenstein, S. Chandrasekhar, C.H. Joyner, A.G. Dentai, U. Koren, G. Raybon. Appl. Phys. Lett., 61, 2383 (1992)
  • H. Hirayama, J. Yoshida, Y. Miyake, M. Asada. Appl. Phys. Lett., 61, 2398 (1992)
  • H. Hirayama, J. Yoshida, Y. Miyake, M. Asada. IEEE J. Quantum Electron., 30, 54 (1994)
  • L.A. Coldren and S.W. Corzine. Diode Lasers and Photonic Integrated Circuits (N.Y., Wiley, 1995)
  • G.W. Taylor, P.R. Claisse. IEEE J. Quantum Electron., 31, 2133 (1995)
  • P.M. Smowton, P. Blood. IEEE J. Select. Topics Quantum Electron., 3, 491 (1997)
  • G.W. Taylor, S. Jin. IEEE J. Quantum Electron., 34, 1886 (1998)
  • L.V. Asryan, S. Luryi, R.A. Suris. Appl. Phys. Lett., 81, 2154 (2002)
  • L.V. Asryan, S. Luryi, R.A. Suris. IEEE J. Quantum Electron., 39, 404 (2003)
  • А.В. Лютецкий, К.С. Борщёв, Н.А. Пихтин, С.О. Слипченко, З.Н.Соколова, И.С. Тарасов. ФТП, 42, 106 (2008)
  • D.-S. Han, L.V. Asryan. Nanotechnology, 21, 015 201 (2010)
  • I.N. Yassievich, K. Schmalz, M. Beer. Semicond. Sci. Technol., 9, 1763 (1994)
  • C.-Y. Tsai, Y.H. Lo, R.M. Spencer, L.F. Eastman. IEEE J. Select. Topics Quantum Electron., 1, 316 (1995)
  • С.А. Соловьев, И.Н. Яссиевич, В.М. Чистяков. ФТП, 29 (7), 1264 (1995)
  • A. Dargys, J. Kundrotas. Semicond. Sci. Technol., 13, 1258 (1998)
  • R.A. Suris. NATO ASI Series, E323, 197 (1996)
  • L.V. Asryan, N.A. Gun'ko, A.S. Polkovnikov, G.G. Zegrya, R.A. Suris, P.-K. Lau, T. Makino. Semicond. Sci. Technol., 15, 1131 (2000)
  • L.V. Asryan. Квант. электрон., 35, 1117 (2005)
  • L.V. Asryan, R.A. Suris. Semicond. Sci. Technol., 11, 554 (1996)
  • K.J. Vahala, C.E. Zah. Appl. Phys. Lett., 52, 1945 (1988)
  • L.V. Asryan, S. Luryi. Appl. Phys. Lett., 83, 5368 (2003)
  • L.V. Asryan, S. Luryi. IEEE J. Quantum Electron., 40, 833 (2004)
  • Л.В. Асрян, Р.А. Сурис. ФТП, 38, 3 (2004)
  • С.О. Слипченко, З.Н. Соколова, Н.А. Пихтин, К.С. Борщёв, Д.А. Винокуров, И.С. Тарасов. ФТП, 40, 1017 (2006)
  • Д.А. Винокуров, В.А. Капитонов, А.В. Лютецкий, Н.А. Пихтин, С.О. Слипченко, З.Н. Соколова, А.Л. Станкевич, М.А. Хомылев, В.В. Шамахов, К.С. Борщёв, И.Н. Арсентьев, И.С. Тарасов. ФТП. 41, 1003 (2007)
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.