Современные проблемы физики / PhysicalReviewpdf / Zegrya

© á„fl É.É., 2001

SEMICONDUCTOR

MID-INFRARED LASERS:

ADVANCES AND PROBLEMS

G. G. ZEGRYA

Semiconductor mid-infrared lasers are actively utilized in various fields of science and technology. However the design of the lasers operating at high temperatures is difficult to make. Physical mechanisms that prevent the mid-infrared lasers to be designed have been discussed. Several approaches for creating such lasers that could effectively operate at high temperatures have been considered.

иУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚В О‡БВ ˚ Т В‰МВ„У ЛМ- Щ ‡Н ‡ТМУ„У (ад) ‰Л‡Ф‡БУМ‡ ¯Л УНУ Ф Л- ПВМfl˛ЪТfl ‚ ‡БОЛ˜М˚ı У·О‡ТЪflı М‡ЫНЛ Л ЪВıМЛНЛ. й‰М‡НУ ТУБ‰‡МЛВ Ъ‡НЛı О‡БВ У‚, НУЪУ ˚В ПУ„ОЛ ·˚ ‡·УЪ‡Ъ¸ Ф Л НУПМ‡Ъ- МУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В, ТОУКМУ. й·ТЫК‰‡˛ЪТfl ЩЛБЛ˜ВТНЛВ ПВı‡МЛБП˚, НУЪУ ˚В Ф ВФflЪТЪ‚Ы˛Ъ ТУБ‰‡МЛ˛ ад-О‡БВ У‚. к‡ТТП‡Ъ Л- ‚‡˛ЪТfl МВТНУО¸НУ ФУ‰ıУ‰У‚ Н ТУБ‰‡МЛ˛ ад- О‡БВ У‚, ˝ЩЩВНЪЛ‚МУ ‡·УЪ‡˛˘Лı Ф Л ‚˚- ТУНЛı ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡ı.

www.issep.rssi.ru

аМЪВ ВТ Н ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚П О‡БВ ‡П Т В‰МВ„У ЛМЩ ‡Н ‡ТМУ„У (ад) ‰Л‡Ф‡БУМ‡ (2–5 ПНП) Т‚flБ‡М Ф ВК‰В ‚ТВ„У Т ¯Л УНЛПЛ ‚УБПУКМУТЪflПЛ Лı М‡Ы˜МУ„У Л Ф ‡НЪЛ˜ВТНУ„У Ф ЛПВМВМЛfl ‚ ‡БОЛ˜М˚ı У·О‡ТЪflı М‡Ы- НЛ Л ЪВıМЛНЛ. C ФУПУ˘¸˛ ад-О‡БВ У‚ Н‡Н ˝ОВПВМЪУ‚ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚ı „‡БУ‡М‡ОЛБ‡ЪУ У‚ УТЫ˘ВТЪ‚Оfl˛Ъ ıЛПЛ˜ВТНЛИ НУМЪ УО¸ ‚˚· УТУ‚ ‚ ‡ЪПУТЩВ Ы, Ъ‡Н Н‡Н ‚ ‰Л‡Ф‡БУМВ ‰ОЛМ ‚УОМ 2–5 ПНП ОВК‡Ъ ФУОУТ˚ ФУ„ОУ˘В- МЛfl ПМУ„Лı ‚ В‰М˚ı (ЪУНТЛ˜М˚ı) Ф УП˚¯ОВММ˚ı „‡- БУ‚. СОЛМ˚ ‚УОМ ЛБОЫ˜ВМЛfl ТУ‚ ВПВММ˚ı ад-О‡БВ У‚ ФУФ‡‰‡˛Ъ ‚ УНМ‡ Ф УБ ‡˜МУТЪЛ ‡ЪПУТЩВ ˚ 3,5–5 Л 8– 13 ПНП. щЪУ УБМ‡˜‡ВЪ, ˜ЪУ УМЛ ПУ„ЫЪ М‡ıУ‰ЛЪ¸ ¯Л УНУВ Ф ‡НЪЛ˜ВТНУВ Ф ЛПВМВМЛВ ‚ У·О‡ТЪЛ ЪВОВНУППЫМЛН‡- ˆЛЛ Л ОУН‡ˆЛЛ. тЛ УНУВ Ф ЛПВМВМЛВ М‡ıУ‰flЪ ‰ОЛММУ- ‚УОМУ‚˚В О‡БВ ˚ ‚ ад-ТФВНЪ УТНУФЛЛ Л ПВ‰ЛˆЛМВ. аБ‚ВТЪМУ, ˜ЪУ ‚˚ТУНУ˝МВ „ВЪЛ˜ВТНЛВ О‡БВ ˚ ЛТФУО¸БЫ- ˛Ъ ‚ Н‡˜ВТЪ‚В ıЛ Ы „Л˜ВТНУ„У ЛМТЪ ЫПВМЪ‡ – ˝ЪУ Ъ‡Н М‡Б˚‚‡ВП˚И Т‚ВЪУ‚УИ ТН‡О¸ФВО¸. зЛБНУ˝МВ „ВЪЛ˜ВТНЛВ О‡БВ ˚, Н‡НУ‚˚ПЛ fl‚Оfl˛ЪТfl ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚В О‡БВ-˚, ЛТФУО¸БЫ˛ЪТfl ‰Оfl: 1) ЛБ·Л ‡ЪВО¸МУ„У ‡Б Ы¯ВМЛfl НОВЪУН ‡НУ‚УИ УФЫıУОЛ – ЩУЪУ‰ЛМ‡ПЛ˜ВТН‡fl ЪВ ‡ФЛfl, 2) У·ОЫ˜ВМЛfl ФОУıУ Б‡КЛ‚‡˛˘Лı ‡М ЛОЛ Н У‚Л ˜ВОУ‚В- Н‡ – О‡БВ УЪВ ‡ФЛfl [1].

й‰М‡НУ ТУБ‰‡МЛВ ад-О‡БВ У‚, ˝ЩЩВНЪЛ‚МУ ‡·УЪ‡- ˛˘Лı Ф Л НУПМ‡ЪМУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В ‚ МВФ В ˚‚МУП В- КЛПВ, Б‡Ъ Ы‰МВМУ „О‡‚М˚П У· ‡БУП ЛБ-Б‡ Б‡ПВЪМУ„У Ф ВУ·О‡‰‡МЛfl Ф УˆВТТУ‚ ·ВБ˚БОЫ˜‡ЪВО¸МУИ ВНУП·Л- М‡ˆЛЛ МВ ‡‚МУ‚ВТМ˚ı МУТЛЪВОВИ М‡‰ Ф УˆВТТУП ЛБОЫ- ˜‡ЪВО¸МУИ ВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ. д УПВ ЪУ„У, ‚ ад-О‡БВ ‡ı Б‡ПВЪМУ ЫТЛОВМ˚ ФУЪВ Л, Т‚flБ‡ММ˚В Т ‚МЫЪ ЛБУММ˚П ФУ„ОУ˘ВМЛВП ЛБОЫ˜ВМЛfl. а М‡НУМВˆ, Ы ‰ОЛММУ‚УОМУ- ‚˚ı О‡БВ У‚ ЫТЛОВМ˚ Ф УˆВТТ˚ ‡БУ„ В‚‡ МУТЛЪВОВИ ЛВ¯ВЪНЛ, ˜ЪУ Ф Л‚У‰ЛЪ Н Т ˚‚Ы „ВМВ ‡ˆЛЛ.

СОfl В¯ВМЛfl ЫН‡Б‡ММ˚ı Ф У·ОВП Т ˆВО¸˛ ТУБ‰‡МЛfl ˝ЩЩВНЪЛ‚М˚ı ад-О‡БВ У‚ ЛТТОВ‰У‚‡МЛfl ‚В‰ЫЪ ФУ ‰‚ЫП М‡Ф ‡‚ОВМЛflП. иВ ‚УВ – ТУБ‰‡МЛВ Н‚‡МЪУ‚У-Н‡ТН‡‰- М˚ı О‡БВ У‚ М‡ ПВКФУ‰БУММ˚ı ФВ ВıУ‰‡ı (ддг) [2, 3] Л

‚ЪУ УВ – ТУБ‰‡МЛВ ад-О‡БВ У‚ М‡ ПВКБУММ˚ı ФВ ВıУ‰‡ı М‡ УТМУ‚В ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚ı „ВЪВ УТЪ ЫНЪЫ Т Н‚‡МЪУ- ‚˚ПЛ flП‡ПЛ (дь) Л Т‚В ı В¯ВЪН‡ПЛ (лк) ЪЛФ‡ II [4, 5].

З ФВ ‚УП ТОЫ˜‡В ддг ЛПФЫО¸ТМ‡fl „ВМВ ‡ˆЛfl Т УЪМУТЛЪВО¸МУ ‚˚ТУНУИ ПУ˘МУТЪ¸˛ ЛБОЫ˜ВМЛfl (‰У 325 ПЗЪ) ·˚О‡ ФУОЫ˜ВМ‡ Ф Л НУПМ‡ЪМУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В ‚ ‰Л‡Ф‡БУМВ 5–8 ПНП [6]. н‡НУИ О‡БВ fl‚ОflВЪТfl ЫМЛФУОfl М˚П. З МВП ЛБОЫ˜ВМЛВ ‚УБМЛН‡ВЪ ‚ ВБЫО¸Ъ‡ЪВ ‚МЫЪ ЛБУММ˚ı ФВ-ВıУ‰У‚ ˝ОВНЪ УМУ‚ ПВК‰Ы Ы У‚МflПЛ ‡БПВ МУ„У Н‚‡М- ЪУ‚‡МЛfl ‚ flПВ. д ‡ЪНУ УТЪ‡МУ‚ЛПТfl М‡ Ф ЛМˆЛФВ ‡·У- Ъ˚ ддг.

䂇МЪУ‚У-Н‡ТН‡‰М˚В О‡БВ ˚ Ф В‰ТЪ‡‚Оfl˛Ъ ТУ·УИ ТОУЛТЪ˚В „ВЪВ УТЪ ЫНЪЫ ˚ [2], ТУТЪУfl˘ЛВ ЛБ ‡НЪЛ‚М˚ı У·О‡ТЪВИ, ‚ НУЪУ ˚ı Ф УЛТıУ‰ЛЪ ЛБОЫ˜ВМЛВ ЩУЪУМУ‚, Л ЛМКВНˆЛУММ˚В У·О‡ТЪЛ, ˜В ВБ НУЪУ ˚В МУТЛЪВОЛ Ф У- ОВЪ‡˛Ъ ‰У ТОВ‰Ы˛˘ВИ ‡НЪЛ‚МУИ У·О‡ТЪЛ ( ЛТ. 1) [6]. з‡ ˝ЪУП ЛТЫМНВ ‚УОМЛТЪ˚ПЛ ОЛМЛflПЛ ФУН‡Б‡М‡ Ф УТЪ-‡МТЪ‚ВММ‡fl Б‡‚ЛТЛПУТЪ¸ Н‚‡‰ ‡Ъ‡ ПУ‰ЫОfl ‚УОМУ‚УИ ЩЫМНˆЛЛ ‰Оfl ‡БОЛ˜М˚ı Ы У‚МВИ ˝ОВНЪ УМУ‚. аМКВНˆЛУММ‡fl У·О‡ТЪ¸ (ЛМКВНЪУ ) У·О‡‰‡ВЪ ‚˚ТУНУИ ЪЫММВО¸- МУИ Ф УБ ‡˜МУТЪ¸˛ ‰Оfl ˝ОВНЪ УМУ‚ МЛБНЛı ˝МВ „ЛИ Л МЛБНУИ Ф УБ ‡˜МУТЪ¸˛ ‰Оfl ‚˚ТУНЛı ˝МВ „ЛИ. З Ъ‡НЛı ддг УФЪЛ˜ВТНЛВ ЩУМУМ˚ Л„ ‡˛Ъ ‰ВТЪ ЫНЪЛ‚МЫ˛ УО¸.

З У·˚˜МУИ Н‚‡МЪУ‚УИ flПВ ЛМЪВМТЛ‚М˚И ФВ ВıУ‰ ПВК‰Ы Ы У‚МflПЛ ‡БПВ МУ„У Н‚‡МЪУ‚‡МЛfl Т ЛБОЫ˜ВМЛВП УФЪЛ˜ВТНУ„У ЩУМУМ‡ Ф ВФflЪТЪ‚ЫВЪ ТУБ‰‡МЛ˛ ЛМ‚В ТМУИ Б‡ТВОВММУТЪЛ, МВУ·ıУ‰ЛПУИ ‰Оfl О‡БВ МУИ „ВМВ ‡ˆЛЛ. СОfl ФУ‰‡‚ОВМЛfl Ф УˆВТТУ‚ ЛБОЫ˜ВМЛfl УФЪЛ˜ВТНЛı ЩУМУМУ‚ Ф ЛıУ‰ЛЪТfl УТУ·˚П У· ‡БУП НУМТЪ ЫЛ У‚‡Ъ¸ Н‚‡МЪУ‚Ы˛ flПЫ ‡НЪЛ‚МУИ У·О‡ТЪЛ. З Н‚‡МЪУ‚УИ flПВ ‡Н- ЪЛ‚МУИ У·О‡ТЪЛ ЛБ InGaAs (ТП. ЛТ. 1) ‡БПВ˘‡˛ЪТfl ‰‚‡

АÍÚ˂̇fl

ӷ·ÒÚ¸

аМКВНЪУ

êËÒ. 1. щМВ „ВЪЛ˜ВТН‡fl БУММ‡fl ‰Л‡„ ‡ПП‡ (У‰ЛМ ФВ ЛУ‰) ЫМЛФУОfl МУ„У Н‚‡МЪУ‚У„У Н‡ТН‡‰МУ„У О‡БВ-‡. ЗУОМЛТЪ˚ПЛ ОЛМЛflПЛ ФУН‡Б‡М‡ Ф УТЪ ‡МТЪ‚ВМ- М‡fl Б‡‚ЛТЛПУТЪ¸ Н‚‡‰ ‡Ъ‡ ПУ‰ЫОfl ‚УОМУ‚УИ ЩЫМНˆЛЛ ‰Оfl ‡БОЛ˜М˚ı Ы У‚МВИ [6]

ЪУМНЛı ·‡ ¸В ‡ ЛБ AlInAs Ъ‡НЛП У· ‡БУП, ˜ЪУ·˚ ˝ОВН- Ъ УММ˚И Ы У‚ВМ¸ E2 , ̇ ÍÓÚÓ ˚È ˝ÎÂÍÚ ÓÌ ÒÓ‚Â ¯‡ÂÚ ËÁÎÛ˜‡ÚÂθÌ˚È Ô ÂıÓ‰ Ò ‚ ıÌÂ„Ó Û Ó‚Ìfl E3 , ·˚О ‡Т- ФУОУКВМ ‚·ОЛБЛ Ы У‚Мfl E1 УТМУ‚МУ„У ТУТЪУflМЛfl ‚ Н‚‡М- ЪУ‚УИ flПВ. ЕО‡„У‰‡ fl ‡МЪЛН УТТЛМ„Ы Ы У‚МВИ E2 Ë E3 УФЪЛ˜ВТНЛИ ФВ ВıУ‰ Т Ы У‚Мfl E3 ̇ Û Ó‚Â̸ E2 Ф ВУ·О‡‰‡- ВЪ М‡‰ УФЪЛ˜ВТНЛП ФВ ВıУ‰УП Т Ы У‚Мfl E3 ̇ Û Ó‚Â̸ E1.

СОfl ФВ ВıУ‰У‚ Т ЛТФЫТН‡МЛВП УФЪЛ˜ВТНУ„У ЩУМУМ‡ ТЛЪЫ‡ˆЛfl У· ‡ЪМ‡fl: ФВ ВıУ‰ E3 E1 М‡ПМУ„У ЛМЪВМТЛ‚МВВ, ˜ВП ФВ ВıУ‰ E3 E2 . д УПВ ЪУ„У, Л ˝ЪУ У˜ВМ¸ ‚‡КМУ, ‡ТТЪУflМЛВ ПВК‰Ы МЛКМЛПЛ Ы У‚МflПЛ E2 Ë E1 ‚˚· ‡МУ ‰Оfl ˝ЪУИ ТЪ ЫНЪЫ ˚ ‡‚М˚П 38,3 П˝З, ˜ЪУ ·ОЛБНУ Н ˝МВ „ЛЛ УФЪЛ˜ВТНУ„У ЩУМУМ‡ 34 П˝З ‰Оfl InGaAs. и Л Ъ‡НЛı ЫТОУ‚Лflı Н‚‡МЪУ‚˚И Ы У‚ВМ¸ E2 ‡НЪЛ‚МУИ У·О‡ТЪЛ „У ‡Б‰У ·˚ТЪ ВВ УФЫТЪУ¯‡ВЪТfl УЪ ˝ОВНЪ УМУ‚ Б‡ Т˜ВЪ ФВ ВıУ‰‡ Т ЛТФЫТН‡МЛВП ЩУМУМ‡ М‡ Ы У‚ВМ¸ E1 , ˜ÂÏ Á‡ÔÓÎÌflÂÚÒfl Ò ‚ ıÌÂ„Ó Û Ó‚Ìfl E3 Т ЛТФЫТН‡МЛВП УФЪЛ˜ВТНУ„У ЩУМУМ‡. и Л ˝ЪУП ı‡ ‡НЪВ МУВ ‚ ВПfl τ21 ЛТФЫТН‡МЛfl УФЪЛ˜ВТНУ„У ЩУМУМ‡ Ф Л ФВ ВıУ‰В Т Ы У‚Мfl E2 ̇ Û Ó‚Â̸ E1 ÔÓ fl‰Í‡ 0,3 10−12 Т, ‡ ‚ ВПfl ЛТФЫТН‡- МЛfl ЩУМУМ‡ Ф Л ФВ ВıУ‰В Т Ы У‚Мfl E3 ̇ Û Ó‚Â̸ E2 ·Óθ¯Â Ë ÒÓÒÚ‡‚ÎflÂÚ τ32 ≈ 3,6 10−12 c. н‡НУВ ТУУЪМУ¯В- МЛВ ‚ ВПВМ ·ВБ˚БОЫ˜‡ЪВО¸М˚ı ФВ ВıУ‰У‚ ФУБ‚УОflВЪ ТУ- Б‰‡‚‡Ъ¸ ЛМ‚В ТМЫ˛ Б‡ТВОВММУТЪ¸ ПВК‰Ы Ы У‚МflПЛ E3 Ë E2 ‡ÍÚË‚ÌÓÈ Ó·Î‡ÒÚË. Ç ËÚÓ„Â ÏÂÊ‰Û Û Ó‚ÌflÏË E3 Ë E2 ‚УБМЛН‡˛Ъ ‚˚МЫК‰ВММ˚В УФЪЛ˜ВТНЛВ ФВ ВıУ‰˚, ‡ ТОВ‰У- ‚‡ЪВО¸МУ, Л „ВМВ ‡ˆЛfl О‡БВ МУ„У ЛБОЫ˜ВМЛfl. (ЗФВ ‚˚В Л‰Вfl ддг ·˚О‡ ТЩУ ПЫОЛ У‚‡М‡ ‚ ‡·УЪВ [2].) лОВ‰ЫВЪ УЪПВЪЛЪ¸, ˜ЪУ ‚В УflЪМУТЪ¸ ЛБОЫ˜‡ЪВО¸МУ„У ФВ ВıУ‰‡ Т ЛТФЫТН‡МЛВП ЩУЪУМ‡ ПВМ¸¯В ‚В УflЪМУТЪЛ ·ВБ˚БОЫ˜‡- ЪВО¸МУ„У ФВ ВıУ‰‡ Т ЛТФЫТН‡МЛВП ЩУМУМ‡. щЪУ ‚В‰ВЪ Н ЫПВМ¸¯ВМЛ˛ Н‚‡МЪУ‚У„У ‚˚ıУ‰‡ ЛБОЫ˜ВМЛfl Л ПУ˘МУТЪЛ „ВМВ ‡ˆЛЛ.

З‡КМУ УЪПВЪЛЪ¸, ˜ЪУ ‰ОЛМ˚ ‚УОМ ЛБОЫ˜ВМЛfl ТУ‚ В- ПВММ˚ı Н‡ТН‡‰М˚ı О‡БВ У‚ ФУФ‡‰‡˛Ъ ‚ У·‡ УНМ‡ Ф У- Б ‡˜МУТЪЛ ‡ЪПУТЩВ ˚ 3,5–5,0 Л 8–13 ПНП. нВП МВ ПВМВВ, МВТПУЪ fl М‡ ЫТФВıЛ, ЫМЛФУОfl М˚В ддг ‰У ТЛı ФУ МВ М‡¯ОЛ НУППВ ˜ВТНУ„У Ф ЛПВМВМЛfl ЛБ-Б‡ Н ‡ИМВ КВТЪНЛı ЪВıМУОУ„Л˜ВТНЛı Ъ В·У‚‡МЛИ.

д‡Н УЪПВ˜ВМУ ‚˚¯В, ‚ЪУ УВ М‡Ф ‡‚ОВМЛВ ЛТТОВ‰У‚‡- МЛИ ФУ ТУБ‰‡МЛ˛ ад-О‡БВ У‚ ·‡БЛ ЫВЪТfl М‡ ПВКБУММ˚ı ФВ ВıУ‰‡ı. СОfl ТУБ‰‡МЛfl ад-О‡БВ У‚ М‡ ПВКБУММ˚ı ФВ-ВıУ‰‡ı ЛТФУО¸БЫ˛ЪТfl „ВЪВ УТЪ ЫНЪЫ ˚ Т Н‚‡МЪУ‚˚ПЛ flП‡ПЛ Л Т‚В ı В¯ВЪН‡ПЛ ЪЛФ‡ II М‡ УТМУ‚В ТУВ‰ЛМВМЛИ (In, Ga)(As, Sb)/(Al, Ga)(As, Sb). н‡НЛВ ТЪ ЫНЪЫ ˚ ‚ М‡- ТЪУfl˘ВВ ‚ ВПfl М‡Л·УОВВ ФВ ТФВНЪЛ‚М˚ ‰Оfl ТУБ‰‡МЛfl ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚ı О‡БВ У‚, ЛБОЫ˜‡˛˘Лı ‚ ‰Л‡Ф‡БУМВ 3–5 ПНП.

б‰ВТ¸ ТЫ˘ВТЪ‚Ы˛Ъ ‰‚‡ ФУ‰ıУ‰‡. иВ ‚˚И ФУ‰ıУ‰ Т‚fl- Б‡М Т ТУБ‰‡МЛВП ·ЛФУОfl М˚ı Н‡ТН‡‰М˚ı О‡БВ У‚. аБОЫ˜ВМЛВ ЩУЪУМ‡ ‚ МЛı УТЫ˘ВТЪ‚ОflВЪТfl ‚ ВБЫО¸Ъ‡ЪВ В- НУП·ЛМ‡ˆЛЛ ˝ОВНЪ УМ‡ Л ‰˚ НЛ ‚ ‡НЪЛ‚М˚ı У·О‡ТЪflı

Н‡ТН‡‰‡ ( ЛТ. 2) [4]. и ВЛПЫ˘ВТЪ‚У ·ЛФУОfl М˚ı ддг ФВ В‰ ЫМЛФУОfl М˚ПЛ ТУТЪУЛЪ ‚ ТОВ‰Ы˛˘ВП:

1)ЛТФУО¸БЫfl „ВЪВ УФВ ВıУ‰˚ ‚ЪУ У„У У‰‡, Ы НУЪУ-˚ı ‡Б ˚‚˚ БУМ˚ Ф У‚У‰ЛПУТЪЛ Л ‚‡ОВМЪМУИ БУМ˚ Ф УЛТıУ‰flЪ ‚ У‰МЫ ТЪУ УМЫ, ПУКМУ ТНУО¸ Ы„У‰МУ Т·ОЛ- К‡Ъ¸ Ы У‚МЛ ˝ОВНЪ УМУ‚ Л ‰˚ УН ‚ ТУТВ‰МЛı Н‚‡МЪУ‚˚ı flП‡ı Л ФУОЫ˜‡Ъ¸ ‰ОЛММУ‚УОМУ‚УВ ЛБОЫ˜ВМЛВ;

2)‚ Ъ‡НЛı ТЪ ЫНЪЫ ‡ı Ф ‡НЪЛ˜ВТНЛ ФУОМУТЪ¸˛ ФУ- ‰‡‚ОВМ‡ ВО‡НТ‡ˆЛfl М‡ УФЪЛ˜ВТНЛı ЩУМУМ‡ı. й‰М‡НУ ‚ ·ЛФУОfl М˚ı ддг ‚УБМЛН‡ВЪ ‰ Ы„УИ ПВı‡МЛБП ·ВБ˚БОЫ- ˜‡ЪВО¸МУИ ВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ – УКВВНУП·ЛМ‡ˆЛfl, НУЪУ-‡fl ‰УПЛМЛ ЫВЪ М‡‰ ЛБОЫ˜‡ЪВО¸МУИ ВНУП·ЛМ‡ˆЛВИ ‚ ‰ОЛММУ‚УОМУ‚УП ‰Л‡Ф‡БУМВ О‡БВ МУ„У ЛБОЫ˜ВМЛfl Ф Л ‚˚ТУНЛı ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡ı. ЗВ УflЪМУТЪ¸ УКВВНУП·ЛМ‡- ˆЛЛ М‡ МВТНУО¸НУ ФУ fl‰НУ‚ МЛКВ ‚В УflЪМУТЪЛ ЛТФЫТН‡- МЛfl УФЪЛ˜ВТНУ„У ЩУМУМ‡ ‚ ЫМЛФУОfl М˚ı ддг. д УПВ ЪУ„У, Н‡Н ·Ы‰ВЪ ФУН‡Б‡МУ МЛКВ, ‚В УflЪМУТЪ¸ УКВ- В- НУП·ЛМ‡ˆЛЛ ПУКМУ БМ‡˜ЛЪВО¸МУ ТМЛБЛЪ¸ Т ФУПУ˘¸˛ ТФВˆЛ‡О¸МУИ ЛМКВМВ ЛЛ Н‚‡МЪУ‚˚ı flП (УКВ-ЛМКВМВ-Лfl), ˜ЪУ ‚ ЛЪУ„В Ф Л‚У‰ЛЪ Н Ы‚ВОЛ˜ВМЛ˛ Н‚‡МЪУ‚УИ ˝Щ- ЩВНЪЛ‚МУТЪЛ О‡БВ ‡ Л БМ‡˜ЛЪВО¸МУПЫ ТМЛКВМЛ˛ ФУ У- „У‚˚ı ЪУНУ‚.

з‡ ЛТ. 2 ЛБУ· ‡КВМ‡ БУММ‡fl ‰Л‡„ ‡ПП‡ У‰МУ„У ФВ-ЛУ‰‡ ·ЛФУОfl МУ„У Н‡ТН‡‰МУ„У О‡БВ ‡ [4], ФУН‡Б‡М˚ Ы У‚МЛ ˝МВ „ЛЛ ˝ОВНЪ УМУ‚ Л ‰˚ УН, ‡ Ъ‡НКВ Т‚В ıЫ Ф Л‚В‰ВМ˚ ‚УОМУ‚˚В ЩЫМНˆЛЛ ψ ТУТЪУflМЛИ, Ы˜‡ТЪ‚Ы˛- ˘Лı ‚ Ф УˆВТТВ ВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ.

щОВНЪ УМ Т Ы У‚Мfl E1 ‚ Н‚‡МЪУ‚УИ flПВ ЛБ InAs ФВ В- ıУ‰ЛЪ Т ЛТФЫТН‡МЛВП ЩУЪУМ‡ М‡ Ы У‚ВМ¸ ЪflКВО˚ı ‰˚ УН HH1 ‚ ÒÓÒ‰ÌÂÈ Í‚‡ÌÚÓ‚ÓÈ flÏ ËÁ GaInSb. чÎÂÂ Ò Û Ó‚- Ìfl HH1 ˝ОВНЪ УМ ЪЫММВОЛ ЫВЪ М‡ ‡М‡ОУ„Л˜М˚И Ы У‚ВМ¸ HH1 ‚ Ъ ВЪ¸ВИ Н‚‡МЪУ‚УИ flПВ ЛБ GaSb, Т НУЪУ У„У ФУЪУП

ЫıУ‰ЛЪ ‚ ЛМКВНˆЛУММЫ˛ У·О‡ТЪ¸ (ЛМКВНЪУ ), ‡ Б‡ЪВП ‚ТВ ˝ЪУ ФУ‚ЪУ flВЪТfl ТМ‡˜‡О‡.

л ФУПУ˘¸˛ ‡ТТПУЪ ВММУИ ТЪ ЫНЪЫ ˚ ‰Оfl ‰ОЛМ˚ ‚УОМ˚ О‡БВ МУ„У ЛБОЫ˜ВМЛfl 4 ПНП ·˚О ‰УТЪЛ„МЫЪ В- НУ ‰М˚И Н‚‡МЪУ‚˚И ‚˚ıУ‰ ‚˚¯В 200%. йЪПВЪЛП, ˜ЪУ ‚ Л‰В‡ОВ ‚ВОЛ˜ЛМ‡ Н‚‡МЪУ‚У„У ‚˚ıУ‰‡ ‰УОКМ‡ ·˚Ъ¸ ‡‚- МУИ НУОЛ˜ВТЪ‚Ы ФВ ЛУ‰У‚ ТЪ ЫНЪЫ ˚ (Лı ·˚ОУ 23) Л, ТОВ‰У‚‡ЪВО¸МУ, УМ‡ ‰УОКМ‡ ТУТЪ‡‚ОflЪ¸ 2300% [4]. СОfl Ъ‡НУИ ТЪ ЫНЪЫ ˚ ·˚О Ъ‡НКВ ЫТЪ‡МУ‚ОВМ Л ВНУ ‰ ФУ ФУ-У„У‚УПЫ ЪУНЫ Ф Л НУПМ‡ЪМУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В – 130 А/ТП2. нВП МВ ПВМВВ Ъ‡НУИ ФУ‰ıУ‰ Н ТУБ‰‡МЛ˛ ад-О‡БВ У‚ МВ ФУБ‚УОflВЪ ФУОЫ˜‡Ъ¸ Ф Л НУПМ‡ЪМУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В ·УОВВ ‰ОЛММ˚В ‚УОМ˚ ЛБ-Б‡ Ф ВУ·О‡‰‡МЛfl Ф УˆВТТУ‚ УКВ- В- НУП·ЛМ‡ˆЛЛ М‡‰ Ф УˆВТТ‡ПЛ ЛБОЫ˜‡ЪВО¸МУИ ВНУП·Л- М‡ˆЛЛ. л УТЪУП ‰ОЛМ˚ ‚УОМ˚ ЫТЛОЛ‚‡˛ЪТfl ‚МЫЪ ЛБУММУВ ФУ„ОУ˘ВМЛВ (ФУЪВ Л) Л ‡БУ„ В‚ МУТЛЪВОВИ Б‡ fl‰‡

˯ÂÚÍË, ÍÓÚÓ ˚ „Û·ËÚÂθÌÓ ‰ÂÈÒÚ‚Û˛Ú Ì‡ ‡·ÓÚÛ ад-О‡БВ У‚: 1) ·ВБ˚БОЫ˜‡ЪВО¸М‡fl УКВВНУП·ЛМ‡ˆЛfl ТЫ˘ВТЪ‚ВММУ ТМЛК‡ВЪ ‚МЫЪ ВММЛИ Н‚‡МЪУ‚˚И ‚˚ıУ‰ ЛБОЫ˜ВМЛfl О‡БВ ‡; 2) ЫТЛОВМЛВ ФУЪВ ¸ ЛБОЫ˜ВМЛfl Ф Л‚У‰ЛЪ Н ВБНУПЫ ‚УБ ‡ТЪ‡МЛ˛ ФУ У„У‚УИ НУМˆВМЪ ‡ˆЛЛ, ‡ ТОВ- ‰У‚‡ЪВО¸МУ, Л ФУ У„У‚У„У ЪУН‡; 3) ‡БУ„ В‚ ˝ОВНЪ УМУ‚

ˉ˚ УН, ‡ Ъ‡НКВ В¯ВЪНЛ Ф Л‚У‰ЛЪ Н МВПУМУЪУММУИ Б‡‚ЛТЛПУТЪЛ ПУ˘МУТЪЛ ЛБОЫ˜ВМЛfl УЪ ЪУН‡ М‡Н‡˜НЛ, ˜ЪУ, ‚ Т‚У˛ У˜В В‰¸, Ф Л‚У‰ЛЪ Н Т ˚‚Ы „ВМВ ‡ˆЛЛ.

СОfl УТО‡·ОВМЛfl УКВВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ, Ф УˆВТТУ‚ ‡- БУ„ В‚‡ Л ‚МЫЪ ЛБУММУ„У ФУ„ОУ˘ВМЛfl ·˚О Ф В‰ОУКВМ МУ‚˚И, ЩЫМ‰‡ПВМЪ‡О¸М˚И ФУ‰ıУ‰ Н ТУБ‰‡МЛ˛ ад-О‡- БВ У‚, ‡·УЪ‡˛˘Лı Ф Л НУПМ‡ЪМУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В [5]. лЫЪ¸ МУ‚УИ НУМˆВФˆЛЛ ТУТЪУЛЪ ‚ ‚УБПУКМУТЪЛ ЫФ ‡‚- ОflЪ¸ ТНУ УТЪ¸˛ ·ВБ˚БОЫ˜‡ЪВО¸МУИ УКВВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ

(УКВ-ЛМКВМВ Лfl), ‚МЫЪ ЛБУММ˚П ФУ„ОУ˘ВМЛВП ЛБОЫ- ˜ВМЛfl Л Ф УˆВТТ‡ПЛ ‡БУ„ В‚‡.

к‡ТТПУЪ ЛП „ОЫ·УНЛВ Н‚‡МЪУ‚˚В flП˚ ‰Оfl ˝ОВНЪ У- МУ‚ Л ‰˚ УН М‡ УТМУ‚В „ВЪВ УФВ ВıУ‰У‚ II ЪЛФ‡. и Л ˝ЪУП „ОЫ·ЛМ‡ Н‚‡МЪУ‚˚ı flП Ъ‡Н‡fl, ˜ЪУ ‡ТТЪУflМЛВ ПВК- ‰Ы ·ОЛК‡И¯ЛПЛ Ы У‚МflПЛ ‡БПВ МУ„У Н‚‡МЪУ‚‡МЛfl ‰Оfl ˝ОВНЪ УМУ‚ (‰˚ УН) (ЪУ ВТЪ¸ ПВК‰Ы УТМУ‚М˚П Л ФВ ‚˚П ‚УБ·ЫК‰ВММ˚ПЛ Ы У‚МflПЛ) ·УО¸¯В, ˜ВП ˝Щ- ЩВНЪЛ‚М‡fl ¯Л ЛМ‡ Б‡Ф В˘ВММУИ БУМ˚ Eg ( ËÒ. 3):

E2c − E1c > Eg = E1c − E1h .

á‰ÂÒ¸ E1c , E1h – ˝Ì „ËË Ô ‚Ó„Ó Û Ó‚Ìfl ‡ÁÏ ÌÓ„Ó Í‚‡ÌÚÓ‚‡ÌËfl ˝ÎÂÍÚ ÓÌÓ‚ Ë ‰˚ ÓÍ; E2c , E2h – ˝Ì „ËË Ô ‚Ó„Ó ‚ÓÁ·ÛʉÂÌÌÓ„Ó Û Ó‚Ìfl ‡ÁÏ ÌÓ„Ó Í‚‡ÌÚÓ‚‡- ÌËfl ‰Îfl ˝ÎÂÍÚ ÓÌÓ‚ Ë ‰˚ ÓÍ.

к‡ТТПУЪ ЛП ‚ Ъ‡НУИ „ОЫ·УНУИ Н‚‡МЪУ‚УИ flПВ ·ВБ- ˚БОЫ˜‡ЪВО¸М˚И Ф УˆВТТ УКВВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ: ‚Б‡ЛПУ- ‰ВИТЪ‚Ы˛Ъ ‰‚‡ ˝ОВНЪ УМ‡ М‡ УТМУ‚МУП Ы У‚МВ E1c ‚ ТУТЪУflМЛflı 1 Ë 2, ‚ ВБЫО¸Ъ‡ЪВ У‰ЛМ ЛБ МЛı ВНУП·ЛМЛ ЫВЪ Т ‰˚ НУИ (ТУТЪУflМЛВ 3), ‡ ‰ Ы„УИ ФВ ВıУ‰ЛЪ ‚ ‚˚ТУНУ- ‚УБ·ЫК‰ВММУВ ТУТЪУflМЛВ 4 (ÒÏ. ËÒ. 3). è Ë ˝ÚÓÏ ‚˚ÒÓÍÓ‚ÓÁ·ÛʉÂÌÌ˚È ˝ÎÂÍÚ ÓÌ 4 УН‡Б˚‚‡ВЪТfl ПВК‰Ы Ы У‚- МflПЛ ‡БПВ МУ„У Н‚‡МЪУ‚‡МЛfl, ЪУ ВТЪ¸ ‚УБ·ЫК‰ВММ˚И ˝ОВНЪ УМ УТЪ‡ВЪТfl ФУ-Ф ВКМВПЫ М‡ УТМУ‚МУП Ы У‚МВ‡БПВ МУ„У Н‚‡МЪУ‚‡МЛfl E1c . СОfl ˝ЪУ„У МВУ·ıУ‰ЛПУ ЛБПВМВМЛВ Ф У‰УО¸МУИ (z, y) НУПФУМВМЪ˚ ЛПФЫО¸Т‡ УЪ

q1 = qÚ = 2mc T ⁄ " ‰Ó q4 = 2mc Eg ⁄ ", „‰Â mc – ˝ЩЩВНЪЛ‚М‡fl П‡ТТ‡ ˝ОВНЪ УМ‡, T – ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡ ‚ ˝МВ „ВЪЛ˜В- ТНЛı В‰ЛМЛˆ‡ı, " – ФУТЪУflММ‡fl иО‡МН‡. еВı‡МЛБП Ъ‡- НУИ УКВВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ ‡М‡ОУ„Л˜ВМ ПВı‡МЛБПЫ УКВ-ВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ ‚ У‰МУ У‰МУП ФУОЫФ У‚У‰МЛНВ. щЪУ УБ- М‡˜‡ВЪ, ˜ЪУ Ф УˆВТТ fl‚ОflВЪТfl ФУ У„У‚˚П, ‡ ТНУ УТЪ¸

E2c

4

1 2

E1c

Eg

E1h

3

E2h

êËÒ. 3. лıВП‡ЪЛ˜ВТНУВ ЛБУ· ‡КВМЛВ „ВЪВ УТЪ ЫНЪЫ-˚ ЪЛФ‡ II Т „ОЫ·УНЛПЛ Н‚‡МЪУ‚˚ПЛ flП‡ПЛ. лЪ ВОН‡- ПЛ ЫН‡Б‡М˚ ФВ ВıУ‰˚ ˝ОВНЪ УМУ‚ ЛБ М‡˜‡О¸МУ„У ТУТЪУflМЛfl (1, 2) ‚ НУМВ˜М˚В ТУТЪУflМЛfl 3 Ë 4 Ô Ë ÓÊÂ-ÂÍÓÏ·Ë̇ˆËË. éÚϘÂÌ˚ Û Ó‚ÌË ˝Ì „ËË ‰Îfl ˝ÎÂÍ- Ú ÓÌÓ‚ E1c Ë E2c Ë ‰Îfl ‰˚ ÓÍ E1h Ë E2h

УКВВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ Ф В‰ТЪ‡‚ОflВЪ ТУ·УИ ˝НТФУМВМˆЛ- ‡О¸МЫ˛ ЩЫМНˆЛ˛ ЪВПФВ ‡ЪЫ ˚.

к‡ТТПУЪ ЛП ·УОВВ ФУ‰ У·МУ ПВı‡МЛБП УКВВНУП- ·ЛМ‡ˆЛЛ ‚ „ОЫ·УНУИ Н‚‡МЪУ‚УИ flПВ. З ВБЫО¸Ъ‡ЪВ НЫОУМУ‚ТНУ„У ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Лfl ˝ОВНЪ УМУ‚ ‚ ТУТЪУflМЛflı 1 Ë 2 У‰ЛМ ЛБ ˝ОВНЪ УМУ‚ ВНУП·ЛМЛ ЫВЪ Т ‰˚ НУИ, ЪУ ВТЪ¸ ФВ ВıУ‰ЛЪ ‚ ТУТЪУflМЛВ 3, ‡ ‚ЪУ УИ – ‚ ТУТЪУflМЛВ 4, УТ- Ъ‡‚‡flТ¸ М‡ УТМУ‚МУП Ы У‚МВ ‡БПВ МУ„У Н‚‡МЪУ‚‡МЛfl. н‡НУИ УКВ-ФВ ВıУ‰ ‚УБПУКВМ Ф Л ЫТОУ‚ЛЛ, ˜ЪУ ˝ОВН- Ъ УМ-˝ОВНЪ УММУВ ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚ЛВ fl‚ОflВЪТfl ТЛО¸М˚П, Ъ‡Н Н‡Н ФВ В‰‡ММ˚И ЛПФЫО¸Т q ÔÓ fl‰Í‡ q4 @ qÚ , „‰Â qÚ – ЪВФОУ‚УИ ЛПФЫО¸Т. и Л ˝ЪУП ЛПВВЪ ПВТЪУ Б‡НУМ ТУı ‡МВМЛfl ‰Оfl Ф У‰УО¸МУИ НУПФУМВМЪ˚ Н‚‡БЛЛПФЫО¸-

Ò‡: q1 + q2 = q3 + q4 . ëÍÓ ÓÒÚ¸ GB Ú‡ÍÓ„Ó Ô ÓˆÂÒÒ‡ ‚˚˜ËÒÎfl˛Ú ‚ ‡Ï͇ı Ô ‚Ó„Ó ÔÓ fl‰Í‡ ÚÂÓ ËË ‚ÓÁÏÛ˘ÂÌËÈ ÔÓ

˝ОВНЪ УМ-˝ОВНЪ УММУПЫ ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Л˛. З ВБЫО¸Ъ‡ЪВ УН‡Б˚‚‡ВЪТfl, ˜ЪУ GB Б‡‚ЛТЛЪ УЪ ЪВПФВ ‡ЪЫ ˚ ˝НТФУМВМˆЛ‡О¸МУ [5]:

„‰Â mh – ˝ЩЩВНЪЛ‚М‡fl П‡ТТ‡ ‰˚ НЛ. ЦТОЛ ·˚ УКВ-ФВ В- ıУ‰ ·˚О ВБУМ‡МТМ˚П, ЪУ ВТЪ¸ ˝ОВНЪ УМ Т Ы У‚Мfl Ec1 ÔÓ- Ô‡‰‡Î ·˚ ̇ Û Ó‚Â̸ Ec2 , ЪУ ТНУ УТЪ¸ Ъ‡НУ„У ФВ ВıУ‰‡ ·˚О‡ ·˚ ˝НТФУМВМˆЛ‡О¸МУ ‚ВОЛН‡ ФУ Т ‡‚МВМЛ˛ Т (1).

ÖÒÎË ·˚ Í‚‡ÌÚÓ‚‡fl flχ ·˚· Ì„ÎÛ·ÓÍÓÈ, Ú‡Í ˜ÚÓ ‚ÓÁ·ÛʉÂÌÌ˚È ˝ÎÂÍÚ ÓÌ 4 ФУФ‡‰‡О ·˚ ‚ МВФ В ˚‚М˚И ТФВНЪ , ТНУ УТЪ¸ УКВВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ Gs ФУ-Ф ВКМВПЫ ·˚О‡ ·˚ ТЪВФВММУИ ЩЫМНˆЛВИ ЪВПФВ ‡ЪЫ ˚ [5] Л ТЫ˘В- ТЪ‚ВММУ Ф В‚УТıУ‰ЛО‡ ТНУ УТЪ¸ УКВВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ GB . З ВБЫО¸Ъ‡ЪВ УН‡Б˚‚‡ВЪТfl, ˜ЪУ ‚ „ОЫ·УНЛı Н‚‡МЪУ‚˚ı flП‡ı ‚УБПУКМУ ТЫ˘ВТЪ‚ВММУВ ФУ‰‡‚ОВМЛВ Ф УˆВТТУ‚ УКВВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ (GB ! Gs), ‡ ÒΉӂ‡ÚÂθÌÓ, Ë Û‚ÂÎË- ˜ÂÌË ‚ÌÛÚ ÂÌÌÂ„Ó Í‚‡ÌÚÓ‚Ó„Ó ‚˚ıÓ‰‡ ËÁÎÛ˜ÂÌËfl.

С Ы„УИ ‚‡КМ˚И ВБЫО¸Ъ‡Ъ ТУТЪУЛЪ ‚ ЪУП, ˜ЪУ ‚ Ъ‡НУИ „ОЫ·УНУИ Н‚‡МЪУ‚УИ flПВ Ф Л ЪВı КВ ЫТОУ‚Лflı, НУ„‰‡ ТНУ УТЪ¸ УКВВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ ПВМ¸¯В ТНУ УТЪЛ ЛБОЫ˜‡- ЪВО¸МУИ ВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ, ЛПВВЪ ПВТЪУ ФУ‰‡‚ОВМЛВ Ф У- ˆВТТ‡ ‚МЫЪ ЛБУММУ„У ФУ„ОУ˘ВМЛfl О‡БВ МУ„У ЛБОЫ˜ВМЛfl. З Ъ‡НУИ ТЪ ЫНЪЫ В ‚МЫЪ ЛБУММУВ ФУ„ОУ˘ВМЛВ ЛБОЫ˜ВМЛfl ‚УБПУКМУ ЪУО¸НУ Ф Л Ы˜‡ТЪЛЛ ЩУМУМУ‚ ЛОЛ Ф ЛПВТВИ (Ъ В·У‚‡МЛВ Б‡НУМУ‚ ТУı ‡МВМЛfl ˝МВ „ЛЛ Л ЛПФЫО¸Т‡), ЪУ ВТЪ¸ Ъ‡НУИ Ф УˆВТТ ФУfl‚ОflВЪТfl ЪУО¸НУ ‚У ‚ЪУ УП ФУ-fl‰НВ ЪВУ ЛЛ ‚УБПЫ˘ВМЛИ. дУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ ‚МЫЪ ЛБУММУ„У ФУ„ОУ˘ВМЛfl αi Ó͇Á˚‚‡ÂÚÒfl Ô Ë ˝ÚÓÏ ÏÂ̸¯ËÏ ÍÓ˝ÙÙˈËÂÌÚ‡ ÔÓÚ ¸ ËÁÎÛ˜ÂÌËfl ̇ Á ͇·ı ·Á ‡. èÓ·„‡fl ÔÓÚÂ Ë Ì‡ Á ͇·ı αL = 30 ÒÏ−1, ‡ ‰ОЛМЫ ‚УОМ˚ λ = 3,5 ПНП, ОВ„НУ ФУН‡Б‡Ъ¸ [5], ˜ЪУ ФУ У„У‚‡fl НУМˆВМ- Ъ ‡ˆЛfl Ф Л НУПМ‡ЪМУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В (T = 300 ä) ÔÓ fl‰- ͇ 2 1012 ÒÏ−2.

нУ„‰‡ ‰Оfl „ОЫ·УНУИ Н‚‡МЪУ‚УИ flП˚ ЪЛФ‡ I ТНУ УТЪ¸ УКВВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ GB ≈ 2 1020 ÒÏ−2 Ò−1. ëΉӂ‡ÚÂθÌÓ,

ФУ У„У‚˚И ЪУН УКВВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ JA, th ≈ 30 А/ÒÏ2. è Ë ÚÂı Ê ÛÒÎÓ‚Ëflı ËÁÎÛ˜‡ÚÂθÌ˚È ÚÓÍ ÒÓÒÚ‡‚ÎflÂÚ JR, th ≈ ≈ 80 А/ÒÏ2. н‡НЛП У· ‡БУП ФУ У„У‚‡fl ФОУЪМУТЪ¸ ЪУН‡ Jth ·Á ‡ ̇ „ÎÛ·ÓÍÓÈ Í‚‡ÌÚÓ‚ÓÈ flÏ ÌÂ Ô Â‚˚¯‡ÂÚ 120 А/ÒÏ2 Ф Л НУПМ‡ЪМУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В. ЗМЫЪ ВММЛИ Н‚‡МЪУ‚˚И ‚˚ıУ‰ ЛБОЫ˜ВМЛfl Ф Л ˝ЪУП ·УО¸¯В 50%. щЪУ УБМ‡˜‡ВЪ, ˜ЪУ Ъ‡НУИ О‡БВ ·Ы‰ВЪ ‡·УЪ‡Ъ¸ Л Ф Л НУПМ‡Ъ- МУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В, Л Ф Л ·УОВВ ‚˚ТУНЛı ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡ı. з‡ ЛТ. 4 Ф В‰ТЪ‡‚ОВМ‡ Б‡‚ЛТЛПУТЪ¸ УЪ ЪВПФВ ‡ЪЫ ˚ ЪУН‡ йКВ JA Ë ËÁÎÛ˜‡ÚÂθÌÓ„Ó ÚÓ͇ JR ‰Оfl О‡БВ ‡ М‡ „ОЫ·УНЛı Н‚‡МЪУ‚˚ı flП‡ı ЪЛФ‡ I [5]. аБОЫ˜‡ЪВО¸М˚И ЪУН ‡ТЪВЪ ТУТЪУП ЪВПФВ ‡ЪЫ ˚ Ф ЛПВ МУ ФУ ОЛМВИМУПЫ Б‡НУМЫ; ЪУН йКВ Б‡‚ЛТЛЪ УЪ ЪВПФВ ‡ЪЫ ˚ ФУ ˝НТФУМВМˆЛ‡О¸МУПЫ Б‡НУМЫ. нВП МВ ПВМВВ Ф Л T = 300 д ЛПВВЪ ПВТЪУ ТУУЪМУ¯ВМЛВ JA, th < JR, th . ЗТВ ЛБОУКВММ˚В ‚˚¯В ‚˚‚У‰˚ Л ТУУ· ‡КВМЛfl УЪМУТflЪТfl ‚ ‡‚МУИ ПВ В Л Н ˝ОВНЪ УМ‡П, Л Н ‰˚ Н‡П.

СОfl ˜‡ТЪЛ˜МУ„У ФУ‰‡‚ОВМЛfl Ф УˆВТТУ‚ ‡БУ„ В‚‡ МВУ·ıУ‰ЛПУ ЛМКВНЪЛ У‚‡Ъ¸ МУТЛЪВОЛ ‚ Н‚‡МЪУ‚˚ı flП‡ı

Ì ˜Â ÂÁ „ÂÚ ӷ‡ ¸Â ˚, ‡ Ô flÏÓ Ì‡ Û Ó‚ÌË Ec1 Ë Eh1. щЪУ ‚УБПУКМУ, ВТОЛ ПВК‰Ы ˝ПЛЪЪВ ‡ПЛ Л Н‚‡МЪУ‚˚ПЛ flП‡-

ПЛ ТУБ‰‡Ъ¸ ТОУЛ, ЪЫММВО¸МУ-Ф УБ ‡˜М˚В ‰Оfl ˝ОВНЪ У- МУ‚ Л ‰˚ УН. и Л ˝ЪУП ˝ОВНЪ УМ˚ (‰˚ НЛ) ЛБ ˝ПЛЪЪВ ‡, ·ВБ ЛБПВМВМЛfl ˝МВ „ЛЛ, Б‡ Т˜ВЪ ВБУМ‡МТМУ„У ЪЫММВОЛ-У‚‡МЛfl ЛМКВНЪЛ Ы˛ЪТfl Ф flПУ М‡ Ы У‚ВМ¸ ‡БПВ МУ„У Н‚‡МЪУ‚‡МЛfl Ec1 (Eh1). н‡НУИ ТФУТУ· ЪЫММВО¸МУИ ЛМКВНˆЛЛ “ıУОУ‰М˚ı” МУТЛЪВОВИ ФУБ‚УОflВЪ Ы‚ВОЛ˜ЛЪ¸ ЪВПФВ ‡ЪЫ МЫ˛ ТЪ‡·ЛО¸МУТЪ¸ ад-О‡БВ У‚ Ф Л НУПМ‡ЪМУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В Л ·УОВВ ‚˚ТУНЛı ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡ı.

ÇБ‡НО˛˜ВМЛВ УЪПВЪЛП, ˜ЪУ П‡ЪВ Л‡О‡ПЛ, М‡Л·УОВВ ФУ‰ıУ‰fl˘ЛПЛ ‰Оfl ТУБ‰‡МЛfl ад-О‡БВ У‚ М‡ „ОЫ·УНЛı Н‚‡МЪУ‚˚ı flП‡ı, fl‚Оfl˛ЪТfl „ВЪВ УТЪ ЫНЪЫ ˚ II ЪЛФ‡. З Ъ‡НЛı ТЪ ЫНЪЫ ‡ı ПУКМУ МВБ‡‚ЛТЛПУ ЫФ ‡‚ОflЪ¸ ‡ТТЪУflМЛflПЛ ПВК‰Ы Ы У‚МflПЛ ‡БПВ МУ„У Н‚‡МЪУ‚‡МЛfl ˝ОВН- Ъ УМУ‚ Л ‰˚ УН. лОВ‰У‚‡ЪВО¸МУ, ‚ „ВЪВ УТЪ ЫНЪЫ ‡ı II ЪЛФ‡ c Н‚‡МЪУ‚˚ПЛ flП‡ПЛ ‚УБПУКМУ У‰МУ‚ ВПВММУВ ФУ‰‡‚ОВМЛВ Ф УˆВТТУ‚ УКВВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ, ‚МЫЪ ЛБУММУ„У ФУ„ОУ˘ВМЛfl Л Ф УˆВТТУ‚ ‡БУ„ В‚‡ ‰Оfl ˝ОВНЪ У- МУ‚ Л ‰˚ УН.

ÇФУТОВ‰МВВ ‚ ВПfl ЛМЪВ ВТ ЛТТОВ‰У‚‡ЪВОВИ Ф ЛНУ- ‚‡М Н МУ‚УПЫ НО‡ТТЫ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚ı „ВЪВ УТЪ ЫНЪЫ – Н‚‡МЪУ‚˚П ЪУ˜Н‡П [7]. п‡ ‡НЪВ М˚В ‡БПВ ˚ Н‚‡МЪУ‚˚ı ЪУ˜ВН ПУ„ЫЪ ‰УТЪЛ„‡Ъ¸ ‚ВОЛ˜ЛМ˚ ФУ fl‰Н‡ 30 Å . З Ъ‡НЛı Н‚‡МЪУ‚˚ı ЪУ˜Н‡ı ˝МВ „Лfl ˝ОВНЪ УМУ‚ (‰˚ УН) ФУОМУТЪ¸˛ Н‚‡МЪЫВЪТfl. й˜В‚Л‰МУ, ˜ЪУ ‚ Н‚‡МЪУ- ‚˚ı ЪУ˜Н‡ı Т „ОЫ·УНЛПЛ Н‚‡МЪУ‚˚ПЛ flП‡ПЛ ‚УБПУКМУ ФУОМУВ ФУ‰‡‚ОВМЛВ Л УКВВНУП·ЛМ‡ˆЛЛ, Л ‚МЫЪ ЛБУММУ„У ФУ„ОУ˘ВМЛfl. З ‡ПН‡ı ФУ‰ıУ‰‡, ‡Б‚ЛЪУ„У ‚˚¯В, М‡Л·УОВВ ФВ ТФВНЪЛ‚М˚ПЛ ‰Оfl ТУБ‰‡МЛfl О‡БВ У‚, ‡·У- Ъ‡˛˘Лı Ф Л ‚˚ТУНЛı ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡ı, fl‚Оfl˛ЪТfl Н‚‡МЪУ- ‚˚В ЪУ˜НЛ ЪЛФ‡ II Т „ОЫ·УНЛПЛ Н‚‡МЪУ‚˚ПЛ flП‡ПЛ.

нВПФВ ‡ЪЫ ‡, K

êËÒ. 4. нВПФВ ‡ЪЫ М‡fl Б‡‚ЛТЛПУТЪ¸ ФУ У„У‚У„У ЪУ- Н‡ О‡БВ ‡ М‡ „ОЫ·УНЛı Н‚‡МЪУ‚˚ı flП‡ı ЪЛФ‡ I [5]. СОЛ- М‡ ‚УОМ˚ ЛБОЫ˜ВМЛfl λ = 3,5 ПНП, ¯Л ЛМ‡ Н‚‡МЪУ‚УИ flП˚ 80 Å

ганЦкАнмкА

1.Ç·‰ËÏË Ó‚ û.А. ã‡Á ̇fl Ú ‡ÔËfl: ç‡ÒÚÓfl˘ÂÂ Ë ·Û‰Û˘Â // ëÓ ÓÒÓ‚ÒÍËÈ é· ‡ÁÓ‚‡ÚÂθÌ˚È ÜÛ Ì‡Î. 1999. ‹ 12. C. 2–8.

2.ä‡Á‡ ËÌÓ‚ ê.А., ëÛ ËÒ ê.А. // оЛБЛН‡ Л ЪВıМЛН‡ ФУОЫФ У‚У‰- МЛНУ‚. 1972. н. 6, ‚˚Ф. 1. л. 148–162.

3.Faist J., Capasso F., Sivco D. // Science. 1994. Vol. 264–556. P.

4.Zhang D., Yang R.Q., Lin C.-H. et al. // Appl. Phys. Lett. 1998. Vol. 72, ‹ 18. P. 2220–2222.

5.Zegrya G.G. Mid-Infrared Strained Diode Lasers // AntimonideRelated Strained Layer Heterostructures / Ed. by M.O. Mamasreh. Amsterdam: Gordon and Breach, 1997. Vol. 3. P. 510.

6.Gmachi ë., Tredicucci A., Capasso F. et al. // Appl. Phys. Lett. 1998. Vol. 72, ‹ 24. P. 3130–3132.

7.ÑÂÏËıÓ‚ÒÍËÈ Ç.ü. 䂇ÌÚÓ‚˚ flÏ˚, ÌËÚË, ÚÓ˜ÍË. óÚÓ ˝ÚÓ Ú‡- ÍÓÂ? // ëÓ ÓÒÓ‚ÒÍËÈ é· ‡ÁÓ‚‡ÚÂθÌ˚È ÜÛ Ì‡Î. 1997. ‹ 5. C. 80–86.

кВˆВМБВМЪ ТЪ‡Ъ¸Л û.Ç. äÓԇ‚

* * *

ЙВУ „ЛИ ЙВУ „ЛВ‚Л˜ бВ„ fl, ‰УНЪУ ЩЛБЛНУ-П‡ЪВП‡ЪЛ- ˜ВТНЛı М‡ЫН, Ф УЩВТТУ ЩЛБЛНУ-ПВı‡МЛ˜ВТНУ„У Щ‡- НЫО¸ЪВЪ‡ л‡МНЪ-иВЪВ ·Ы „ТНУ„У „УТЫ‰‡ ТЪ‚ВММУ„У ЪВıМЛ˜ВТНУ„У ЫМЛ‚В ТЛЪВЪ‡ ЛП. иВЪ ‡ ЗВОЛНУ„У, ‚В‰Ы˘ЛИ М‡Ы˜М˚И ТУЪ Ы‰МЛН оЛБЛНУ-ЪВıМЛ˜ВТНУ„У ЛМТЪЛЪЫЪ‡ ЛП. А.о. аУЩЩВ кАз. й·О‡ТЪ¸ М‡Ы˜М˚ı ЛМЪВ ВТУ‚ – ЩЛБЛН‡ ФУОЫФ У‚У‰МЛНУ‚˚ı М‡МУ„ВЪВ УТЪ ЫНЪЫ , Н‚‡М- ЪУ‚‡fl ˝ОВНЪ УМЛН‡. А‚ЪУ Л ТУ‡‚ЪУ ·УОВВ 120 ФЫ·ОЛ- Н‡ˆЛИ ‚ УЪВ˜ВТЪ‚ВММ˚ı Л Б‡ Ы·ВКМ˚ı М‡Ы˜М˚ı КЫ М‡- О‡ı, У‰МУИ ПУМУ„ ‡ЩЛЛ Л ‚УТ¸ПЛ Ы˜В·М˚ı ФУТУ·ЛИ.