Генерация длинноволнового стимулированного излучения в квантовых ямах HgCdTe с увеличенным энергетическим порогом оже-рекомбинации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

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.

Об авторах

К. А. Мажукина

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

Email: mazhukina@ipmras.ru
603087, Нижний Новгород, Россия;603950, Нижний Новгород, Россия

В. В. Румянцев

Институт физики микроструктур РАН

Email: mazhukina@ipmras.ru
603087, Нижний Новгород, Россия

А. А. Дубинов

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

Email: mazhukina@ipmras.ru
603087, Нижний Новгород, Россия;603950, Нижний Новгород, Россия

В. В. Уточкин

Институт физики микроструктур РАН

Email: mazhukina@ipmras.ru
603087, Нижний Новгород, Россия

А. А. Разова

Институт физики микроструктур РАН

Email: mazhukina@ipmras.ru
603087, Нижний Новгород, Россия

М. А. Фадеев

Институт физики микроструктур РАН

Email: mazhukina@ipmras.ru
603087, Нижний Новгород, Россия

К. Е. Спирин

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Email: mazhukina@ipmras.ru
119991, Москва, Россия

М. С. Жолудев

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

Email: mazhukina@ipmras.ru
603087, Нижний Новгород, Россия;603950, Нижний Новгород, Россия

Н. Н. Михайлов

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова

Автор, ответственный за переписку.
Email: mazhukina@ipmras.ru
630090, Новосибирск, Россия

Список литературы

  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).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023