"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.
  1. Д.З. Гарбузов, А.В. Овчинников, Н.А. Пихтин, З.Н. Соколова, И.С. Тарасов, В.Б. Халфин. ФТП, 25, 928 (1991)
  2. W. Rideout, W.F. Sharfin, E.S. Koteles, M.O. Vassell, B. Elman. IEEE Photon. Technol. Lett., 3, 784 (1991)
  3. N. Tessler, R. Nagar, G. Eisenstein, S. Chandrasekhar, C.H. Joyner, A.G. Dentai, U. Koren, G. Raybon. Appl. Phys. Lett., 61, 2383 (1992)
  4. H. Hirayama, J. Yoshida, Y. Miyake, M. Asada. Appl. Phys. Lett., 61, 2398 (1992)
  5. H. Hirayama, J. Yoshida, Y. Miyake, M. Asada. IEEE J. Quantum Electron., 30, 54 (1994)
  6. L.A. Coldren and S.W. Corzine. Diode Lasers and Photonic Integrated Circuits (N.Y., Wiley, 1995)
  7. G.W. Taylor, P.R. Claisse. IEEE J. Quantum Electron., 31, 2133 (1995)
  8. P.M. Smowton, P. Blood. IEEE J. Select. Topics Quantum Electron., 3, 491 (1997)
  9. G.W. Taylor, S. Jin. IEEE J. Quantum Electron., 34, 1886 (1998)
  10. L.V. Asryan, S. Luryi, R.A. Suris. Appl. Phys. Lett., 81, 2154 (2002)
  11. L.V. Asryan, S. Luryi, R.A. Suris. IEEE J. Quantum Electron., 39, 404 (2003)
  12. А.В. Лютецкий, К.С. Борщёв, Н.А. Пихтин, С.О. Слипченко, З.Н.Соколова, И.С. Тарасов. ФТП, 42, 106 (2008)
  13. D.-S. Han, L.V. Asryan. Nanotechnology, 21, 015 201 (2010)
  14. I.N. Yassievich, K. Schmalz, M. Beer. Semicond. Sci. Technol., 9, 1763 (1994)
  15. C.-Y. Tsai, Y.H. Lo, R.M. Spencer, L.F. Eastman. IEEE J. Select. Topics Quantum Electron., 1, 316 (1995)
  16. С.А. Соловьев, И.Н. Яссиевич, В.М. Чистяков. ФТП, 29 (7), 1264 (1995)
  17. A. Dargys, J. Kundrotas. Semicond. Sci. Technol., 13, 1258 (1998)
  18. R.A. Suris. NATO ASI Series, E323, 197 (1996)
  19. 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)
  20. L.V. Asryan. Квант. электрон., 35, 1117 (2005)
  21. L.V. Asryan, R.A. Suris. Semicond. Sci. Technol., 11, 554 (1996)
  22. K.J. Vahala, C.E. Zah. Appl. Phys. Lett., 52, 1945 (1988)
  23. L.V. Asryan, S. Luryi. Appl. Phys. Lett., 83, 5368 (2003)
  24. L.V. Asryan, S. Luryi. IEEE J. Quantum Electron., 40, 833 (2004)
  25. Л.В. Асрян, Р.А. Сурис. ФТП, 38, 3 (2004)
  26. С.О. Слипченко, З.Н. Соколова, Н.А. Пихтин, К.С. Борщёв, Д.А. Винокуров, И.С. Тарасов. ФТП, 40, 1017 (2006)
  27. 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.