кванотовая электроника / лекции презентации / взаимод_изл_вещЛ4_2013

із речовиною

При кожному переході -- виконання законів збереження енергії та

імпульсу.

При міжзональних переходах з поглинанням або випусканням

імпульс фотону .

із речовиною

Міжзональні переходи:

прямі -- без зміни імпульсу електрона;

непрямі -- імпульс електрона не зберігається (випускається або

поглинається квант-фонону – квант коливань кристалічної решітки).

p1 p2 pf pfn

де pfn -- імпульс фонону.

Імовірність прямих переходів набагато більше імовірності

непрямих переходів.

із речовиною

Для створення інверсійної населеності у напівпровідниках широко

використовують:

-оптичне накачування;

-збудження пучком швидких електронів;

-пряме електричне збудження;

-інжекція носіїв заряду через p-n перехід.

із речовиною

При оптичній накачці інтенсивний світловий потік

спрямований на поверхню напівпровідника.

Частота сигналу не повинна суттєво перевершувати

значення E/h, оскільки за такої умови поглинута енергія йшла б на нагрівання напівпровідника. Тому при оптичній накачці доцільно використовувати випромінювання іншого лазера.

із речовиною

Збудження пучком швидких електронів.

Якщо на поверхню напівпровідника направити пучок

електронів з енергією порядку 20 кеВ, то у тонкому поверхневому

шарі виникає велика кількість пар електрон-дірка. З краю зони провідності збираються електрони, а з краю валентної зони --

дірки. В результаті рекомбінації виникає лазерне випромінювання.

Можливість сканування і високоефективної модуляції

лазерного випромінювання -- одні із переваг такого методу

збудження.

із речовиною

Пряме електричне збудження.

При розміщенні напівпровідника у сильному електричному полі (порядку 105 В/см) у ньому утворюються

нерівноважні електрони і дірки відповідно у зоні провідності та

валентній зоні. Це відбувається або за рахунок ударної іонізації, або

за рахунок відриву електронів і дірок електричним полем.

із речовиною

Інжекція носіїв заряду через p-n перехід.

Широке застосування отримав метод інжекції носіїв

заряду через p-n перехід. У цьому випадку використовується p-n

перехід у вироджених напівпровідниках.

із речовиною

Створення інверсійних станів в парамагнітних кристалах та стеклах.

Використовується оптична накачка!

Вимоги:

-має поглинатися активною речовиною;

-бути прозорою для матриці носія.

Джерела накачування в оптичному діапазоні:

-звичайні лампи розжарення;

-спеціальні потужні ксенонові лампи-спалаху;

-ртутні лампи;

-напівпровідникові діоди;

-інші джерела.

із речовиною

Тверді активні середовища, що використовуються у квантовій електроніці (крім напівпровідників) являють собою твердий розчин

двох компонентів -- матриці та активатора.

Речовина матриці безпосередньо не приймає участі у процесах, пов'язаних з підсиленням електромагнітних коливань.

використовуються кристалічні або аморфні діелектрики:

-кристали;

-стекла;

-пластичні маси .