Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «московский государственный университет имени м.В.Ломоносова»

физический факультет

кафедра физики низких температур и сверхпроводимости

Влияние одноосного сжатия на поляризацию излучения полупроводниковых лазерных диодов

Выпускная работа на степень бакалавра.

Cтудент 4 курса

Нескородов А.В.

Научные руководители:

доктор физ.-мат. наук

Минина Н.Я.

доктор физ.-мат. наук

Богданов Е.В.

Допущен к защите

«__» июня 2013г.

Зав. Кафедрой физики низких температур и сверхпроводимости

Профессор Васильев А.Н.

Москва-2013 г.

Оглавление

Введение……………………………………………………………………..............3

1. Полупроводниковые лазеры…………………………………………...............4

1.1 Принцип работы и конструкции полупроводниковых лазеров…………………….….4

1.2 Влияние одноосного сжатия на излучение полупроводниковых лазеров на основе pAlGaAs/GaAsP/n-AlGaAs …………………………………………………………………….….8

2 Методика расчёта………………………………………………………………………….17

2.1 Исследуемая гетероструктура………………………………………………………...17

2.2 Особенности используемой программы……………………………………………..18

2.3Порядок расчёта………………………………………………………………………..21

3 Результаты расчёта и их обсуждение.........................................................................26

Выводы...……………………………………………………………………………………......33

Список используемой литературы………………… …………………………….….35

Введение.

С целью проверки возможности управления спектром излучения лазерных диодов с помощью одноосных деформаций в последнее время в нашей лаборатории были проведены исследования влияния одноосного сжатия на электролюминесценцию гетероструктур с встроенной квантовой ямой GaAs_yP_1-y. Основное внимание уделялось изучению смещения длины волны излучения и его интенсивности при сжатии в различных кристаллографических направлениях, определению барических коэффициентов, проблеме деградации излучающего элемента при многократных циклах нагрузки.

Спектры электролюминесценции изучались при температуре Т = 77 К, токах через структуры до 30 мА и нагрузках до Р = 5 кбар вдоль направлений [1-10] и [110] [1, 2, new1, new2]. Согласно этим данным, независимо от направления сжатия под нагрузкой наблюдалось существенное, до 100% и более, увеличение интенсивности электролюминесценции, а максимум излучения, наблюдаемый вблизи 753 нм при P = 0 и T = 77 K, смещался более коротких длин волн. Сдвиг максимума был полностью обратим и соответствовал росту энергии фотонов примерно на 20 - 25 мэВ при P = 4 кбар, что, как было показано расчетами [1, 2], связано с увеличением энергетической щели в квантовой яме GaAs_0.84P_0.16 под нагрузкой.

Вопрос о механизме роста интенсивности электролюминесценции был решен позднее в работах [new1, new2], где также было показано, что при одноосном сжатии должна существенно меняться поляризация излучения. Учитывая важность управления поляризацией излучения для спектроскопии, представляло интерес исследовать насколько эффективно можно воздействовать на поляризацию и другие параметры излучения в этих структурах, если осуществлять сжатие вдоль других кристаллографических направлений, чему и посвящена настоящая работа.