Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Грибковский В.П. -> "Теория поглощения и испускания света в полупроводниках" -> 125

Теория поглощения и испускания света в полупроводниках - Грибковский В.П.

Грибковский В.П. Теория поглощения и испускания света в полупроводниках — М.: Наука и техника , 1975. — 464 c.
Скачать (прямая ссылка): teoriyapoglosheniyaiispuskaniya1975.djvu
Предыдущая << 1 .. 119 120 121 122 123 124 < 125 > 126 127 128 129 130 131 .. 176 >> Следующая

^ —h— = . (21.20)
кг +¦ р sho)r А}
Параметры р и г)г можно найти также, если измерить внешний квантовый выход генерации г)' = т)гкг (кт + р)"1 при нескольких значениях кт и построить график зависимости 1/г|' от 1 /к/.
-X- = • — + — . (21.21)
Лг Лг Кг Пг
В указанных координатах формула (21.21) служит уравнением, прямой, которая по оси ординат отсекает отрезок, равный 1 /г|г, а тангенс угла наклона определяется отношением р/г}г [630].
Экспериментальные исследования внутренних параметров были выполнены в работах [594, 608, 609, 631, 632]. Квантовые генераторы изготовлялись из арсенида галлия гс-типа, легированного теллуром с концентрацией электронов (1-=-2)Х ХЮ18 см3. Диффузия цинка проводилась в механически полированные пластины, ориентированные по плоскости (111), в отпаянных кварцевых ампулах при температуре 850 °С с избыточным давлением мышьяка.
Глубина залегания р — n-перехода составляла 25-^30 мкм. Резонаторы типа Фабри — Перо изготовлялись скалыванием по плоскостям (ПО). Две другие стороны обрабатывались шлифовальным порошком М10. Диоды с помощью прижимных контактов укреплялись на залуженный индием медный хладопровод криостата с.жидким азотом. Излучение возбуждалось прямоугольными импульсами тока длительностью 1 мксек и частотой следования 60 гц.
Для определения ? и /п(0) изменялась длина исходного длинного диода путем последовательного откалывания слоев толщиной 150—300 мкм.
Такая методика измерений позволила свести к минимуму вариации параметров из-за неоднородности пластины, р — п-перехода и других факторов, который не контролируются при изготовлении серии диодов.
Как правило, в диодах на основе арсенида галлия, наблюдается линейная зависимость /п от обратной длины резонатора 1/1 (рис. 114). Это справедливо до некоторого значения /0.
351
Рис. 114. Зависимость плотности порогового тока /п от обратной длины резонатора GaAs лазерного диода [608]
Если длина диода больше /0, наблюдается значительный разброс точек функции /п(/) и тенденция к росту /п. Для различных диодов значение 10 изменялось от 3,5 до 2,6 мм. Лазерные параметры определялись для диодов, у которых /</о-
Экспериментальные кривые зависимости Sr от I для одного из диодов при двух значениях тока приведены на рис. 115. Максимум кривых в соответствии с (21.19) сдвигается с увеличением плотности тока в сторону меньших длин диодов. При отклонении от оптимальной длины отношение Sr/l уменьшается быстрее, чем это следует из формулы (21.2). Вероятно, в этом случае внутренний квантовый выход генерации начинает зависеть от длины диода. Значения параметров для различных диодов приведены в табл. 5. ,,
Как видно из таблицы, параметр /0 принимает большие значения и мало отличается от порога для длинных диодов. Вместе с тем величина а на порядок больше, чем коэффициент внутренних оптических потерь р.
Порог и мощность генерации в инспекционных лазерах в значительной степени зависят от технологии изготовления р—«-переходов. В работе [631] исследована серия из 25 диффузионных и эпитаксиальных гомолазеров на основе GaAs. Часть диодов подвергалась высокотемпературному отжигу, который обычно снижает порог генерации.
Наиболее типичные результаты приведены в табл. 6. Из нее следует, что в результате отжига как в диффузионных, так и в эпитаксиальных диодах произошло увеличение удельного коэффициента усиления р, дифференциального внутреннего квантового выхода г^г и коэффициента внутренних оптических потерь р. Параметр /о уменьшился в 5—6 раз в эпитаксиаль-
*
10
Рис. 115. Зависимость Srll от длины диода при ], а/см2: 1—2000; 2—
3000 [612] 0
352
Таблица 5
Значения р, /„, р и а для GaAs диффузионных диодов при Т = 80°К
№ диода 71 91 82 88 92 99
р, СМ-1 3,6 5,4 3,8 2 1 1
/0, а-см~2 2400 2400 1600 1500 620 460
Р, 10-2, см-а-1 0,78 1,2 1,65 1,6 3,26 6,4
а = р + р/0, см-1 22 28 30 26 21 30
ных и почти на порядок в диффузионных лазерах. Дополнительно в таблице приводятся значения величины a = p+ip/o, которая помимо оптических потерь включает также слагаемое p/о и значительно отличается от р.
Как уже отмечалось [628], дифференциальный внутренний квантовый выход генерации определяется в основном неоднородностью области рекомбинации и прежде всего пятнистой структурой ближнего поля. Исследования показывают, что в результате термообработки уменьшается плотность дислокаций вблизи р — «-перехода. Ближнее поле становится более однородным, и генерируют некоторые новые участки активной области, которые не генерировали до термообработки. Это и приводит к увеличению г}г.
Удельный коэффициент усиления р и величина /о характеризуют эффективность создания инверсной заселенности в
Таблица 6
Внутренние лазерные параметры и плотности пороговых токов в эпитаксиальных (Э) и диффузионных (Д) GaAs диодах при температуре
жидкого азота
№ диода /п, а/см3 при Кг= = 20 см'1 ¦Пг (? ¦ 10г, см/а /„, а/смг Р, см'1 а, см'1
ЭГ) 2800 0,34 1,8 1600 3,8 32
Э2*> 3100 0,30 1,6 1700 3,3 30
ЭЗ 920 0,41 4,0 250 7 17
Э4 780 0,68 8,5 380 14 46
Д5*> 4700 0,12 0,8 2000 2,0 18
Д6*) 3500 0,13 1,2 1700 1,4 22
Предыдущая << 1 .. 119 120 121 122 123 124 < 125 > 126 127 128 129 130 131 .. 176 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed