Вышедшие номера
Сравнительный анализ влияния электронного и дырочного захвата на мощностные характеристики полупроводникового лазера
Соколова З.Н.1, Пихтин Н.А.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: 21 апреля 2015 г.
Выставление онлайн: 20 октября 2015 г.

Проведено сравнение рабочих характеристик полупроводникового лазера с квантовой ямой в активной области, рассчитанных с использованием трех моделей: модели, не учитывающей различий между электронными и дырочными параметрами и использующей электронные параметры для обоих типов носителей заряда; модели, не учитывающей различий между электронными и дырочными параметрами и использующей дырочные параметры для обоих типов носителей заряда; модели, учитывающей асимметрию электронных и дырочных параметров. Показано, что при одинаковых скоростях захвата электронов и дырок в пустую квантовую яму лазерные характеристики, полученные с использованием трех моделей, сильно различаются. Эти различия являются следствием различного заполнения электронами и дырками подзон размерного квантования в квантовой яме. Электронная подзона является более заполненной, чем дырочная, в результате чего при одинаковых скоростях захвата в пустую квантовую яму эффективная скорость электронного захвата меньше, чем эффективная скорость дырочного захвата. Показано, в частности, что для исследованной лазерной структуры скорость захвата дырок в пустую квантовую яму 5·105 см/с и соответствующая ей скорость захвата электронов 3·106 см/с описывают быстрый захват этих носителей, при котором ватт-амперная характеристика лазера остается практически линейной вплоть до высоких плотностей тока накачки. Скорость же захвата электронов 5·105 см/с и соответствующая ей скорость захвата дырок 8.4·104 см/с описывают медленный захват этих носителей, приводящий к существенной сублинейности ватт-амперной характеристики.