Стимулированное дальнее ИК-излучение в одноосно деформированном p-Ge и напряженных гетероструктурах SiGe/Si

• Автор: Синис, Валерий Павлович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил

Содержание
Введение

Глава 1 Спонтанное дальнее ИК излучение из одноосно деформированного

германия р-типа

1.1 Спонтанное излучение из одноосно деформированного германия в слабых электрических полях.

1.2 Спектр спонтанного дальнего ИК излучения.

1.3 Спонтанное дальнее ИК излучение в сильных электрических полях. 35 Выводы к главе 1.

Г лава 2 Стимулированное излучение из одноосно деформированного германия р-типа.

2.1 Эксперимент

2.2 Интегральное стимулированное дальнее ИК излучение в греющих электрических полях

2.3 Стимулированное ИК излучение и доменная неустойчивость.

2.4 Спектры стимулированного дальнего ИК излучения в сильных электрических полях
2.5 Стимулированное ИК излучение в слабых электрических полях .
Выводы к главе 2.
Глава 3 Дальнее стимулированное ИК излучение из напряженных селективнолегированных квантовых ям в структурах 8і/8іі_хСех/8і.
3.1 Стимулированное дальнее ИК-излучение квантовых ям БЮе/Зр селективно легированных бором.
3.2 Спектры стимулированного дальнего ИК излучения квантовых ям напряженных структур БЮе/Зі, дельта легированных бором.
3.3 Транспорт дырок в квантовых ямах 8Юе/Ві, селективно легированных бором

Выводы к главе 3
Заключение
Благодарности
Литература

Введение
В течение последних двадцати лет спектральный диапазон излучения от 30 до 300 мкм стал объектом интенсивного исследования. Дальнее ИК излучение позволяет получить важную информацию о процессах в твердых телах, в космическом пространстве и биологических объектах. Поскольку оптические или СВЧ методы здесь использовать не удается, этот диапазон остается неосвоенньм, в основном, из-за отсутствия высокочувствительных детекторов и эффективных перестраевымых источников излучения. Успехи в разработке высокочастотных детекторов [1, 2], значительное улучшение смесителей на диоде Шотки [3] и недавно появившийся сверхпроводящий смеситель на горячих электронах [4] разрешили проблему, как высокочастотной регистрации некогерентного излучения, так и когерентного детектирования дальнего ИК излучения. Поэтому высокоэффективная генерация дальнего ИК излучения становится центральной проблемой. Помимо различных научных применений, эти исследования важны для развития новых систем связи и формирования изображений.
Имеющиеся в настоящее время источники дальнего ИК излучения включают газовые молекулярные или рамановские лазеры с СОг-накачкой [5], лазеры на свободных электронах, лампы обратной волны (ЛОВ), умножители на диодах Шотки [6]. Нужно упомянуть также различные импульсные источники излучения дальнего ИК диапазона, основанные на сверхбыстрой релаксации носителей и фононов в полу- и сверхпроводниках при интенсивном фемтосекудном возбуждении. [7, 8]. Из всех указанных источников только фотосмесители могут генерировать когерентное излучение с длинами волн короче 200 мкм в непрерывном режиме, однако их выходная мощность очень мала.
Современный прогресс полупроводниковой технологии значительно расширил возможности микроэлектронных приборов. Особенно существенные успехи сделаны в повышении мощности, стабильности и перестройке частоты различных твердотельных

1.3. Спонтанное дальнее И К излучение в сильных электрических полях.
На рис. 1.11 представлены зависимости спонтанного излучения (а) и тока (б) от приложенного давления (Р || [111]) при сильных электрических полях. При электрическом поле Е < 0.6 кВ/см сигнал слабо уменьшается при давлении Р > 3 кбар. При Е > 0.6 кВ/см наблюдается рост спонтанного сигнала, начиная с давления порядка 5-6 кбар. Однако ток через образец не имеет никаких особенностей. Рост сигнала связан с образованием электрических доменов. Известно, что в рАте при одноосном сжатии может возникать отрицательная дифференциальная проводимость (ОДП), вызванная переносом горячих дырок в вышележащую подзону, где дырки обладают более тяжелой массой в направлении сжатия и соответственно имеют малую подвижность. Флуктуационная неустойчивость ОДП однородного образца приводит, в свою очередь, к образованию электрических доменов. Возможность ОДП в одноосно деформированном Ое была предсказана в работе [23], а в работе [24] при гелиевой температуре было обнаружено возникновение ганновских колебаний. В электрическом поле, соответствующем участку ОДП на вольтамперной характеристике (ВАХ) однородного образца, в зависимости от условий на токовых контактах и от расстояния между ними (точнее, от соотношения между длиной образца Ь и длиной дрейфа носителей в электрическом поле утч, V - скорость дрейфа, тм — дифференциальное время максвелловской релаксации) может возникать либо движущийся, либо статический домен сильного поля [25]. В первом случае наблюдаются колебания тока, во втором - на ВАХ образца имеется участок насыщения тока. Распределение поля в образце со статическим доменом имеет ступенчатый вид, причем поле вне домена в длинном образце (Ь > VI м) должно совпадать с полем в максимуме ВАХ однородного образца [25]. В этом случае область сильного поля (статический домен) должна находиться у анода в кристаллах п-типа и у катода в кристаллах р-типа. Насыщение тока обусловлено