Инжекционные лазеры с квантовыми точками, работающие в непрерывном режиме : Выращивание методом молекулярно-пучковой эпитаксии и исследование свойств

• Автор: Михрин, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 129 с. : ил

Содержание
Введение

Глава 1 Обзор литературы.

1.1 Инжекционные лазеры ближнего инфракрасного диапазона в

системе А3В5 с применением РО ДГС структур.

1.2 Применение массивов квантовых точек при создании

инжекционных лазеров.

1.3 Формирование массивов квантовых точек ЬзАзЛЗаАБ с

использованием эффектов самоорганизации.

Глава 2 Экспериментальное оборудование и методики измерений.

2.1 Выращивание гетероструктур методом молекулярно-

пучковой эпитаксии.
2.2 Экспериментальные методы исследования гетероструктур.
Глава 3 Оптимизация конструкции и режимов выращивания
массивов квантовых точек ГпАв/СаАя для лазерных
применений.
3.1 Квантовые точки Странского-Крастанова в системе
1пАзЛлаАз. Способ формирования и основные характеристики.
3.2 Квантовые точки ТпАз/ОаАй получаемые методом

субмонослойного осаждения. Способ формирования и основные характеристики.
Глава 4 Мощные лазеры на основе квантовых точек Странского-Крастанова.
4.1 Преимущества мощных лазеров на основе массива КТ. 5
4.2 Реальные массивы КТ Странского-Крастанова. Насыщение
усиления.
4.3 Мощные лазеры на основе нескольких рядов КТ ГпАз/ОаАз
Странского-Крастанова.
4.4 Одномодовые лазеры с 1пАзЛлаАз КТ Сгранского-
Крастанова.
Глава 5 Мощные лазеры на основе суб-монослойных квантовых точек.
5.1 Сравнение СМС КТ и СК КТ активной области для 0.94 мкм
мощных лазеров.
5.2 Оптимизация структуры лазера с СМС КТ для мощностных
применений.
Заключение
Выводы, основные результаты работы.
Литература.
Цитированная литература.
Введение.
Актуальность работы. В настоящее время наиболее быстро развивающейся областью полупроводниковой электроники является создание и исследование структур с пониженной размерностью, таких как квантовые ямы, квантовые проволоки и квантовые точки. Изменение энергетического спектра при ограничении носителей заряда в одном, двух или трех направлениях позволяет получить объекты, обладающие уникальными по своей природе свойствами. Применение таких объектов при создании приборов полупроводниковой электроники и оптоэлектроники позволяет создавать принципиально новые приборы и в значительной степени совершенствовать характеристики приборов, существующих в настоящее время. Наглядным примером тому явилось в свое время создание полевого транзистора с двумерным электронным газом, полупроводникового лазера с активной областью на основе квантовых ям.
Как известно, эффекты размерного квантования начинают проявляться при уменьшении геометрических размеров до уровня нескольких десятков нанометров. Такие требования по размерам накладывают определенные ограничения на технологию создания квантоворазмерных объектов. Реализация возможности осаждения сверхтонких слоев в современных эпитаксиальных технологиях, таких как молекулярно-пучковая эпитаксия и газофазная эпитаксия из металлорганических соединений позволила создать структуры с квантовыми ямами.

ГЛАВА
ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ И РЕЖИМОВ ВЫРАЩИВАНИЯ МАССИВОВ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК ШАЗЯЗААв ДЛЯ ЛАЗЕРНЫХ
ПРИМЕНЕНИЙ.
Как было отмечено в обзоре литературы, существует ряд требований, предъявляемых к массивам самоорганизующихся КТ, выполнение которых дает возможность использования последних в качестве активной области инжекционного лазера. Среди всех требований ключевыми являются требования, предъявляемые к плотности и однородности массива КТ. В данной главе рассматриваются основные методы формирования массивов самоорганизующихся квантовых точек при гетероэпитаксии методом МПЭ в системе ГпАз/СаАз и производится анализ зависимости основных структурных и оптических характеристик массивов КТ от условий выращивания и пути их оптимизации с целью получения однородных и плотных массивов КТ требуемого диапазона длин волн.
3.1 Квантовые точки Странского-Крастанова в системе ЗпАэ/СаАь. Способ формирования и основные характеристики
Островковый режим роста при осаждении ГпАб начинается при эффективном покрытии 1.7 МС, о чем свидетельствует характерное изменение картины дифракции быстрых электронов в процессе эпитаксии 1пАз из молекулярных