Книги по разным темам Pages:     | 1 | 2 |

Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № Теоретическое исследование пороговых характеристик лазеров на многих квантовых ямах... Рис. 5. Зависимость пороговой плотности тока Ith от числа Рис. 6. Зависимость пороговой плотности тока Ith от ширины квантовых ям при T = 300 K. a = 25. = 30 см-1. При квантовой ямы a при T = 300 K. N = 20. = 30 см-1. При расчете использовались параметры, характерные для лазерной расчете использовались параметры, характерные для лазерной структуры In0.2Ga0.8N/In0.05Ga0.95N [1]. структуры In0.2Ga0.8N/In0.05Ga0.95N [1].

представлена зависимость Ith от N при температуре минимума, и дальнейшее уменьшение ширины квантовой T = 300 K. Для реальных лазерных структур пороговый ямы приводит к увеличению Ith из-за возрастания nth.

ток Ith растет с ростом числа квантовых ям линейно Итак, анализ зависимости порогового тока от числа (рис. 5). Пороговый ток, согласно (22), пропорционален квантовых ям и от их ширины показал, что существускорости излучательной рекомбинации Rph,th n2, где ют оптимальные параметры, при которых значение Ith th Ч коэффициент бимолекулярной рекомбинации. По- минимально. Для лазеров на основе InGaN оптимальное этому зависимость Ith от N определяется зависимостью число квантовых ям 5 N 10, так как при N > от N как пороговой концентрации, так и величины. пороговая концентрация nth практически не зависит от N, Пороговая концентрация nth убывает с ростом N немо- а Ith растет линейно с ростом N. Поэтому уменьшение нотонно (рис. 3). Следовательно, основной вклад в зави- числа квантовых ям в 2 раза приводит к уменьшению Ith симость Ith от N вносит коэффициент бимолекулярной также в 2 раза, а уменьшение Ith приводит к ослаблению рекомбинации, который растет с ростом N линейно.

процессов разогрева носителей заряда и к подавлению В длинноволновых лазерах зависимость Ith от N токов утечки.

принципиально иная: с ростом числа квантовых ям N пороговый ток Ith вначале убывает и при некотором 4. Заключение значении N достигает минимума; потом Ith начинает расти практически линейно с ростом N [10].

В настоящей работе выполнен микроскопический анаНа рис. 6 представлена зависимость пороговой плотлиз пороговых характеристик лазера на многих квантоности тока Ith от ширины квантовой ямы a. Зависивых ямах на основе InGaN. Показано, что пороговые мость Ith от ширины квантовой ямы a является нехарактеристики такого лазера существенно зависят от монотонной. При определенном значении a Ith имеет параметров лазерной структуры и от температуры (см.

минимум. Немонотонная зависимость Ith от a связана рис. 2Ц6). Продемонстрировано, что пороговый ток с зависимостью от ширины квантовой ямы как поролазеров на основе нитридов имеет качественно иную говой концентрации, так и коэффициента бимолекулярзависимость от параметров квантовой ямы по сравнению ной рекомбинации. Коэффициент пропорционален интегралу перекрытия электронЦдырка Ich: |Ich|2 с длинноволновыми лазерами. Такой анализ позволяет выполнить оптимизацию лазерных структур, что очень (см. (20)). При уменьшении ширины квантовой ямы важно при создании мощных лазеров на основе GaN, интеграл перекрытия убывает и при некоторой толщине работающих при высоких температурах.

выходит на насыщение, так как в квантовой яме остается лишь одно связанное состояние. При фиксированном Работа была частично поддержана Российским фондом значении квазиуровня Ферми пороговая концентрация фундаментальных исследований (гранты N 96-02-nth возрастает при уменьшении a. В результате Ith и 97-02-18151) и Российской государственной програмубывает при уменьшении ширины квантовой ямы a. При мой ФФизика твердотельных наноструктурФ (гранты том значении a, при котором Ich = const, Ith достигает N 97-0003, 97-1035 и 97-2014).

Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № 848 Г.Г. Зегря, Н.А. Гунько Список литературы [1] S. Nakamura, M. Senoh, S. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, H. Kiyoku, Y. Sugimoto. J. Appl. Phys., 35, L217 (1996).

[2] S.L. Chuang, C.S. Chang. Appl. Phys. Lett., 68, 1657 (1996).

[3] A.T. Meney. E.P. OТReilly, A.R. Adams. Senicond. Sci.

Technol., 11, 897 (1996).

[4] W.J. Fan, M.F. Li, T.C. Chong, J.B. Xia. J. Appl. Phys., 80, 3471 (1996).

[5] G.G. Zegrya. In: Antimonide Related Strained Layer Heterostructures, ed. by M.O. Manasreh (Gordon and Breach, Neward, 1997).

[6] Р. Пантел, Г. Путхоф. Основы квантовой электроники (М., Мир, 1972).

[7] Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Электродинамика сплошных сред (М., Наука, 1982).

[8] В.П. Грибковский. Теория поглощения и испускания света в полупроводниках (Минск, Наука и техника, 1975).

[9] W. van Roosbroeck, W. Shockley. Phys. Rev., 94, 1558 (1954).

[10] Quantum Well Lasers, ed. by Peter S. Zory, Jr. (Academic Press, 1993).

Редактор Л.В. Шаронова Theoretical study of threshold characteristics of many-quantum-wells lasers on InGaN basis G.G. Zegrya, N.A. GunТko A.F. Ioffe Physicotechnical Institute, Russian Academy of Sciences, 194021 St. Petersburg, Russia E-mail: zegrya@theory.ioffe.rssi.ru gunko@ammp.ioffe.rssi.ru Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № Pages:     | 1 | 2 |    Книги по разным темам