В последние годы Ge становится одним из ключевых материалов кремниевой фотоники. В частности значительные надежды связываются с применением деформированного (растянутого) Ge для решения проблемы создания на кремнии эффективного источника излучения ближнего ИК диапазона. Физическим обоснованием этих надежд является уменьшение исходно небольшого (134 мэВ при 300К) энергетического зазора между прямой и непрямой запрещенными зонами Ge при его растяжении. Однако уровни деформации, необходимые для существенного уменьшения этого зазора, значительны: зазор становится нулевым при двухосной деформации в 1.5-2 % или одноосной вдоль направления (100) в 4.5-5%. Столь высокие значения деформации труднодостижимы в сплошных Ge пленках. Поэтому в настоящее время активно ведутся работы по созданию локально деформированных Ge микроструктур и исследованию их излучательных свойств. В настоящей работе представлены результаты по формированию одноосно деформированных Ge микроструктур и исследованию их спектров люминесценции. Для создания деформированных Ge микроструктур использовались релаксированные Ge слои, выращенные методом МПЭ на Si(001) или SOI подложках, которые из-за разницы коэффициентов термического расширения Si и Ge характеризовались двуосной деформацией растяжения 0.2÷0.25%. Данная деформация может быть многократно увеличена при формировании метод “концентрации напряжений” [1] микроструктур типа «микромостика». Локальные измерения распределения деформации, выполненные методом микро-КРС, показали возрастание деформации в центре микромостиков более чем на порядок по сравнению с исходной Ge пленкой [2]. Для решения проблемы теплоотвода от свободновисящих микромостиков использовались подложки SOI с тонкими слоями захороненного окисла и кремния над ним (200 и 100 нм, соответственно). Это позволило за счет адгезии реализовать механический контакт между подложкой и микромостиком после его формирования («подвешивания»). Проведенные исследования показали, что реализация такого подхода позволяет в несколько раз увеличить плотность оптической накачки, которая приводит к разрушению микромостиков. Методом микро-ФЛ при комнатной температуре выполнены подробные исследования модификации спектров ФЛ при возбуждении различных частей сформированных Ge микроструктур. Показано значительное возрастание интегральной интенсивности сигнала ФЛ в области микромостиков и его сдвиг в область меньших энергий по сравнению с исходной Ge пленкой, (рис. 1). Данные изменения вызваны уменьшением ширин прямой и непрямой запрещенных зон и энергетического зазора между ними при одноосном растяжении Ge вдоль направления типа (100). Выявлено, что форма сигнала ФЛ от микромостиков в значительной мере определяется интерференционными эффектами, вызванными отражением излучения от внешних границ микроструктуры (рис. 1). Установлена преимущественная поляризация излучения от микромостиков. Обсуждается возможность использования различных микрорезонаторов для увеличения эффективности вывода излучения из лок
{"title":"Светоизлучающие структуры для кремниевой оптоэлектроники на основе локально\u0000растянутых Ge микроструктур","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-70","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-70","url":null,"abstract":"В последние годы Ge становится одним из ключевых материалов кремниевой фотоники. В\u0000частности значительные надежды связываются с применением деформированного (растянутого) Ge\u0000для решения проблемы создания на кремнии эффективного источника излучения ближнего ИК\u0000диапазона. Физическим обоснованием этих надежд является уменьшение исходно небольшого (134\u0000мэВ при 300К) энергетического зазора между прямой и непрямой запрещенными зонами Ge при его\u0000растяжении. Однако уровни деформации, необходимые для существенного уменьшения этого зазора,\u0000значительны: зазор становится нулевым при двухосной деформации в 1.5-2 % или одноосной вдоль\u0000направления (100) в 4.5-5%. Столь высокие значения деформации труднодостижимы в сплошных Ge\u0000пленках. Поэтому в настоящее время активно ведутся работы по созданию локально\u0000деформированных Ge микроструктур и исследованию их излучательных свойств. В настоящей работе\u0000представлены результаты по формированию одноосно деформированных Ge микроструктур и\u0000исследованию их спектров люминесценции.\u0000Для создания деформированных Ge микроструктур использовались релаксированные Ge слои,\u0000выращенные методом МПЭ на Si(001) или SOI подложках, которые из-за разницы коэффициентов\u0000термического расширения Si и Ge характеризовались двуосной деформацией растяжения 0.2÷0.25%.\u0000Данная деформация может быть многократно увеличена при формировании метод “концентрации\u0000напряжений” [1] микроструктур типа «микромостика». Локальные измерения распределения\u0000деформации, выполненные методом микро-КРС, показали возрастание деформации в центре\u0000микромостиков более чем на порядок по сравнению с исходной Ge пленкой [2]. Для решения\u0000проблемы теплоотвода от свободновисящих микромостиков использовались подложки SOI с тонкими\u0000слоями захороненного окисла и кремния над ним (200 и 100 нм, соответственно). Это позволило за\u0000счет адгезии реализовать механический контакт между подложкой и микромостиком после его\u0000формирования («подвешивания»). Проведенные исследования показали, что реализация такого\u0000подхода позволяет в несколько раз увеличить плотность оптической накачки, которая приводит к\u0000разрушению микромостиков. Методом микро-ФЛ при комнатной температуре выполнены подробные\u0000исследования модификации спектров ФЛ при возбуждении\u0000различных частей сформированных Ge микроструктур.\u0000Показано значительное возрастание интегральной\u0000интенсивности сигнала ФЛ в области микромостиков и его\u0000сдвиг в область меньших энергий по сравнению с\u0000исходной Ge пленкой, (рис. 1). Данные изменения вызваны\u0000уменьшением ширин прямой и непрямой запрещенных зон\u0000и энергетического зазора между ними при одноосном\u0000растяжении Ge вдоль направления типа (100). Выявлено,\u0000что форма сигнала ФЛ от микромостиков в значительной\u0000мере определяется интерференционными эффектами,\u0000вызванными отражением излучения от внешних границ\u0000микроструктуры (рис. 1). Установлена преимущественная\u0000поляризация излучения от микромостиков. Обсуждается\u0000возможность использования различных микрорезонаторов\u0000для увеличения эффективности вывода излучения из лок","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"64 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"126649456","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Изготовлены квантовые точечные контакты (QPC) в двумерном электронном газе гетероструктур GaAs/AlGaAs и выполнены измерения отклика туннельного кондактанса устройств на терагерцовое облучение [1] (рис.1,2). Поляризационные измерения (рис.2) показывают, что отклик зависит только от компоненты внешнего ВЧ поля E(ω), которая направлена вдоль тока в узком месте. Это позволяет свести объяснение к численному решению одномерной задачи о фотон-ассистированном прохождении через барьер U(x,t)≈ [V+Aсos(ωt)]/ch2 (x/W). Для такого барьера давно предсказаны два эффекта. Первый из них – гигантский рост коэффициента прохождения D частицы с начальной энергией E
量子点接触(QPC)是在异质质气体/AlGaAs电子气体中制造的，测量了设备对teragal辐射的反应(1)。偏振测量(里斯2)表明，响应只取决于外部磁场E()字段()的组成部分，该字段沿着电流流向狭小的地方。这将解释简化为一个数值解，即通过U(x,t) eos (V+ aos) /ch2(x/W)。长期以来，人们一直预测这种障碍会产生双重影响。第一个是D粒子以低而适度的频率E
{"title":"Туннельный точечный контакт в терагерцовом поле","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-134","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-134","url":null,"abstract":"Изготовлены квантовые точечные контакты (QPC) в двумерном электронном газе гетероструктур\u0000GaAs/AlGaAs и выполнены измерения отклика туннельного кондактанса устройств на терагерцовое\u0000облучение [1] (рис.1,2). Поляризационные измерения (рис.2) показывают, что отклик зависит только\u0000от компоненты внешнего ВЧ поля E(ω), которая направлена вдоль тока в узком месте. Это позволяет\u0000свести объяснение к численному решению одномерной задачи о фотон-ассистированном\u0000прохождении через барьер U(x,t)≈ [V+Aсos(ωt)]/ch2\u0000(x/W). Для такого барьера давно предсказаны два\u0000эффекта. Первый из них – гигантский рост коэффициента прохождения D частицы с начальной\u0000энергией E<V при низких и умеренных частотах [2-4] (вплоть до 0.7 ТГц для туннельного контакта с\u0000W≈100 нм в двумерном электронном газе GaAs/AlGaAs структур [4]). Второй эффект – это выход при\u0000высоких частотах на значение D0(E), отвечающее статическому барьеру [2,3]. В работе [1] впервые\u0000наблюдались оба эффекта, а результаты моделирования мультифотонного прохождения электрона\u0000через туннельный барьер в изготовленных структурах хорошо соответствуют измерениям на частотах\u0000f от 0.14 до 1.63 ТГц.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"4 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"114534057","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Расположение одного контакта в центре пиксела, а второго – по его периметру позволяет осуществить радиальное смещение. Принципиальная схема такого исполнения контактной системы ФЧЭ приведена на рис.1. Для изготовления ФЧЭ использовались гетероэпитаксиальные структуры, полученные в Институте физики полупроводников Сибирского отделения РАН молекулярно-лучевой эпитаксией (ГЭСКРТМЛЭ): х=0,210-0,215, n=(3,9–4,1)×1014 ,µn, = (0,86–0,92)×105 см2 /Вс и временем фотоответаτоб=(1,3 – 2,2)мкс при 77К. Зависимости удельной обнаружительной способности D*(λmax,1200,1) и вольтовой чувствительности Su (λmax) от напряжения смещения для ФЧЭ с радиальным смещением при плоском угле зрения 42° и 14° приведены на рис.2. Максимальные величины D*(λmax,1200,1) получены при напряжениях, соответствующих началу пролета носителей заряда: 5,4×1010 , 1,35×1011смГц1/2/Вт при плоском угле зрения 42°и 14°, соответственно. При напряжении смещения, соответствующем величине вольтовой чувствительности 1,5×105 В/Вт и плоском угле зрения 14° (Uсм=0,01 В), выделяемая мощность составила не более 0,5 мкВт на один элемент, а D*(λmax,1200,1) – не менее 1,2×1011 смГц1/2/Вт. В ФЧЭ с радиальным смещением, как и для ФЧЭ в классическом исполнении [1], наблюдается эксклюзия неосновных носителей заряда, генерируемых фоновым излучением.
{"title":"Фоторезисторы из CdxHg1-xTe с радиальным смещением\u0000и эффектом эксклюзии носителей заряда","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-56","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-56","url":null,"abstract":"Расположение одного контакта в центре пиксела, а второго – по его периметру позволяет\u0000осуществить радиальное смещение. Принципиальная схема такого исполнения контактной системы\u0000ФЧЭ приведена на рис.1. Для изготовления ФЧЭ использовались гетероэпитаксиальные структуры,\u0000полученные в Институте физики полупроводников Сибирского отделения РАН молекулярно-лучевой\u0000эпитаксией (ГЭСКРТМЛЭ): х=0,210-0,215, n=(3,9–4,1)×1014\u0000,µn, = (0,86–0,92)×105\u0000см2\u0000/Вс и временем\u0000фотоответаτоб=(1,3 – 2,2)мкс при 77К. \u0000Зависимости удельной обнаружительной способности D*(λmax,1200,1) и вольтовой\u0000чувствительности Su (λmax) от напряжения смещения для ФЧЭ с радиальным смещением при\u0000плоском угле зрения 42° и 14° приведены на рис.2. Максимальные величины D*(λmax,1200,1)\u0000получены при напряжениях, соответствующих началу пролета носителей заряда: 5,4×1010\u0000,\u00001,35×1011смГц1/2/Вт при плоском угле зрения 42°и 14°, соответственно. При напряжении смещения,\u0000соответствующем величине вольтовой чувствительности 1,5×105 В/Вт и плоском угле зрения 14°\u0000(Uсм=0,01 В), выделяемая мощность составила не более 0,5 мкВт на один элемент, а D*(λmax,1200,1) –\u0000не менее 1,2×1011 смГц1/2/Вт.\u0000В ФЧЭ с радиальным смещением, как и для ФЧЭ в классическом исполнении [1], наблюдается\u0000эксклюзия неосновных носителей заряда, генерируемых фоновым излучением.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"39 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"114793739","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Использование светоизлучающих приборов на основе A3B5 гетероструктур (ГС), выращенных на Si подложках, открывает перспективу значительного ускорения обработки информации как в рамках одного процессора, так и для многоядерных систем. Перспективным с точки зрения интеграции в кремниевую технологию материалом A3B5 является GaP, практически согласованный с Si по параметру решётки. Формирование ГС из узкозонного InAs в широкозонной матрице GaP даёт преимущества сильной локализации носителей заряда, которая обеспечивает возможность варьирования рабочей длины волны излучения в широких пределах за счёт эффектов размерного квантования. Представляемая в докладе работа, посвящена получению InAs/GaP гетероструктур с квантовыми точками (КТ) с высокой эффективностью излучательной рекомбинации, выращенных на Si подложках. Эпитаксиальные слои GaP/Si выращивались методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Рост начинался с формирования переходной области посредством осаждения на кремниевую подложку слоя GaP, толщиной 6 монослоёв (МС) при температуре подложки (Ts) 300°C в режиме атомнослоевой эпитаксии. После чего Ts повышалась до 380°C, в слабом потоке фосфора (отношение V/III < 1) высаживался слой атомов Ga толщиной 4 МС, а затем поверхность выдерживалась в потоке фосфора в течении 20 сек. Процедура циклического роста повторялась 50 раз, до тех пор пока общая толщина пленки не достигала 55 нм. Затем температура повышалась до 500°C, и в таком же режиме циклического роста формировался слой GaP толщиной 150 нм. При той же фиксированной температуре 500°C при одновременном осаждении материалов III и V групп с отношением потоков V/III > 2 и скоростью роста 1 МС/с выращивались все последующие слои структуры: (1) Слой GaP толщиной 300 нм, (2) слой квантовых точек, который формировались при осаждении InAs с номинальной толщиной 2 МС и заращивался (3) слоем GaP толщиной 50 нм. Для сравнения в тех же условиях была выращена гетероструктура GaP/Si не содержащая InAs вставки. Спектры низкотемпературной (5К) фотолюминесценции (ФЛ) гетероструктур GaP/Si и InAs/GaP/Si, измеренные при нерезонансном возбуждении, представлены на рисунке. В спектре структуры GaP/Si (кривая 1, на рисунке) наблюдается группа полос с максимумами в диапазоне энергий 2.1÷2.3 эВ, обусловленные донорно-акцепторной рекомбинацией в слое GaP [1]. В тоже время, в спектре структуры InAs/GaP/Si (кривая 2), доминирует полоса QD, с максимумом на энергии 2.17 эВ и шириной на половинной интенсивности 110 мэВ, которую мы связываем с рекомбинацией носителей заряда в InAs квантовых точках. Сдвиг положения максимумов полос донорно-акцепторной рекомбинации и полосы QD в спектрах ФЛ, измеренных в различных точках поверхности гетероструктур показан на вставке к рисунку. Видно, что структура GaP/Si пространственно однородна, в то время как положение полосы QD монотонно смещается на 20 мэВ при смещении точки измерения спектра ФЛ вдоль поверхности структуры InAs/GaP/Si. Спектральное смещение полосы QD обусловлено неоднородностью п
使用基于nasi支架的A3B5异质结构(s)的光辐射设备，为框架处理器和多核系统提供了大量信息处理的前景。在融合硅技术方面，A3B5材料的前景是GaP，几乎与Si paraprametro晶格一致。在GaP的宽带矩阵中，从细胞系InAs形成的g具有强大的电荷载体本地化的优势，这使得通过量子化效应，可以在广泛范围内改变辐射波长。报告中介绍的工作是获取InAs/GaP skvant点的异质结构(kt)，其辐射重组效率很高，由nasi衬垫培育。外延层GaP/Si是通过分子束外延法生长的。和过渡区通过沉积形成硅подложкуслоростначинаGaP、厚度6монослоёв(mc)衬底(Ts) 300°C的温度在атомнослоев外延模式。此后Ts提高到380°C,弱关系磷(V / III 2流动和增长速度0.1 ms / s种植所有后续层结构:(1)层层gapтолщин300 nm(2)中塑造的量子点被围困的InAsсноминальн厚度2毫秒和заращива(3)GaP 50 nm厚层。相比之下，GaP/Si的异质结构没有包含InAs插入。低温(5k)光照发光谱(5k)由未解刺激测量的GaP/Si inas /GaP/Si异质结构表示。在GaP/Si光谱结构(图1)中，有一组能量最大值在2.1 - 2.3 ev范围内，因为GaP层中的供体受体重组。与此同时，在InAs/GaP/Si(曲线2)光谱中，QD频谱占主导位置，最大能量为2.17 ev，宽度为110兆赫，我们与InAs量子点中的电荷重组器结合。供体受体重新组合带和条纹在不同的fl光谱上的变化，在图的插图中显示了表面结构的不同点。你可以看到QD条带在空间上是均匀的，而QD条带单调移动20 mav，沿着InAs/GaP/Si结构的表面移动。条纹的光谱偏移是由于原子在InAs层厚度梯度上的不均匀，而InAs/GaP/Si的异质结构就是从那里形成量子点的。由于量子点电荷载体的辐射重组效率提高，QD带的积分强度几乎比GaP/Si的异质结构的积分强度高出2次方。
{"title":"Светоизлучающие InAs/GaP гетероструктуры, выращенные на Si подложках","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-81","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-81","url":null,"abstract":"Использование светоизлучающих приборов на основе A3B5 гетероструктур (ГС), выращенных на\u0000Si подложках, открывает перспективу значительного ускорения обработки информации как в рамках\u0000одного процессора, так и для многоядерных систем. Перспективным с точки зрения интеграции в\u0000кремниевую технологию материалом A3B5 является GaP, практически согласованный с Si по\u0000параметру решётки. Формирование ГС из узкозонного InAs в широкозонной матрице GaP даёт\u0000преимущества сильной локализации носителей заряда, которая обеспечивает возможность\u0000варьирования рабочей длины волны излучения в широких пределах за счёт эффектов размерного\u0000квантования. Представляемая в докладе работа, посвящена получению InAs/GaP гетероструктур с\u0000квантовыми точками (КТ) с высокой эффективностью излучательной рекомбинации, выращенных на\u0000Si подложках.\u0000Эпитаксиальные слои GaP/Si выращивались методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Рост\u0000начинался с формирования переходной области посредством осаждения на кремниевую подложку\u0000слоя GaP, толщиной 6 монослоёв (МС) при температуре подложки (Ts) 300°C в режиме атомнослоевой эпитаксии. После чего Ts повышалась до 380°C, в слабом потоке фосфора (отношение V/III <\u00001) высаживался слой атомов Ga толщиной 4 МС, а затем поверхность выдерживалась в потоке\u0000фосфора в течении 20 сек. Процедура циклического роста повторялась 50 раз, до тех пор пока общая\u0000толщина пленки не достигала 55 нм. Затем температура повышалась до 500°C, и в таком же режиме\u0000циклического роста формировался слой GaP толщиной 150 нм. При той же фиксированной\u0000температуре 500°C при одновременном осаждении материалов III и V групп с отношением потоков\u0000V/III > 2 и скоростью роста 1 МС/с выращивались все последующие слои структуры: (1) Слой GaP\u0000толщиной 300 нм, (2) слой квантовых точек, который формировались при осаждении InAs с\u0000номинальной толщиной 2 МС и заращивался (3) слоем GaP толщиной 50 нм. Для сравнения в тех же\u0000условиях была выращена гетероструктура GaP/Si не содержащая InAs вставки.\u0000Спектры низкотемпературной (5К) фотолюминесценции (ФЛ) гетероструктур GaP/Si и\u0000InAs/GaP/Si, измеренные при нерезонансном возбуждении, представлены на рисунке. В спектре\u0000структуры GaP/Si (кривая 1, на рисунке) наблюдается группа полос с\u0000максимумами в диапазоне энергий 2.1÷2.3 эВ, обусловленные\u0000донорно-акцепторной рекомбинацией в слое GaP [1]. В тоже время,\u0000в спектре структуры InAs/GaP/Si (кривая 2), доминирует полоса QD,\u0000с максимумом на энергии 2.17 эВ и шириной на половинной\u0000интенсивности 110 мэВ, которую мы связываем с рекомбинацией\u0000носителей заряда в InAs квантовых точках. Сдвиг положения\u0000максимумов полос донорно-акцепторной рекомбинации и полосы\u0000QD в спектрах ФЛ, измеренных в различных точках поверхности\u0000гетероструктур показан на вставке к рисунку. Видно, что структура\u0000GaP/Si пространственно однородна, в то время как положение\u0000полосы QD монотонно смещается на 20 мэВ при смещении точки\u0000измерения спектра ФЛ вдоль поверхности структуры InAs/GaP/Si. Спектральное смещение полосы\u0000QD обусловлено неоднородностью п","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"48 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"124321862","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Интерес к твёрдым растворам SiGeSn связан с тем, что управляя составом можно управлять их зонной структурой, и есть предположения, что в таких твёрдых растворах можно достичь прямозонной структуры и получить эффективные излучатели инфракрасного (ИК) диапазона [1]. Гетероструктуры Si/Si(1-x)Snx и твёрдые растворы SiGeSn были выращены на подложке Si (001) в условиях сверхвысокого вакуума 10-7 -10-8 Па на установке молекулярно-лучевой эпитаксии “Катунь C”. Сначала осуществлялся рост буферного слоя кремния толщиной 150 нм при температуре 700°С, затем происходил рост гетероструктур. Состав слоёв и толщины слоёв в гетероструктурах варьировались, содержание олова в твёрдых растворах SiSn варьировалось от 10% (образец 1) до 25% (образец 2, см. рисунок). Многослойные гетероструктуры Si/Si(1-x)Snx а также твёрдые растворы SiSnGe были исследованы с применением спектроскопии комбинационного рассеяния света и фотолюминесценции. В спектрах комбинационного рассеяния света гетероструктур Si/Si(1-x)Snx обнаружены пики, соответствующие колебаниям связей Si-Sn, а также Sn-Sn, последнее позволяет предположить, что в гетероструктурах присутствуют нанокристаллы олова. В спектрах твёрдых растворов SiGeSn были обнаружены пики, соответствующие колебаниям связей Sn-Sn, Si-Sn, Ge-Si, и Ge-Sn. Спектры фотолюминесценции измеряли с использованием мультиканального детектора на основе матрицы InGaAs-диодов. Длинноволновый край порога чувствительности составлял 2100 нм, корректировки спектров на чувствительность детектора не проводилось. При низких температурах в гетероструктурах Si/Si(1-x)Snx наблюдались две полосы фотолюминесценции – 0.75 эВ (1650 нм) и 0.65 эВ (1900 нм), первую можно связать с оптическими переходами в квантовых ямах в гетероструктуре второго рода Si/Si(1- x)Snx, а вторую с экситонами, локализованными в нанокристаллах олова (см. рисунок). В твёрдых растворах SiGeSn также была обнаружена фотолюминесценция в ИК диапазоне при низких температурах.
{"title":"Фотолюминесценция SiSnGe гетероструктур","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-75","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-75","url":null,"abstract":"Интерес к твёрдым растворам SiGeSn связан с тем, что управляя составом можно управлять их\u0000зонной структурой, и есть предположения, что в таких твёрдых растворах можно достичь\u0000прямозонной структуры и получить эффективные излучатели инфракрасного (ИК) диапазона [1].\u0000Гетероструктуры Si/Si(1-x)Snx и твёрдые растворы SiGeSn были выращены на подложке Si (001) в\u0000условиях сверхвысокого вакуума 10-7\u0000-10-8 Па на установке молекулярно-лучевой эпитаксии “Катунь\u0000C”. Сначала осуществлялся рост буферного слоя кремния толщиной 150 нм при температуре 700°С,\u0000затем происходил рост гетероструктур. Состав слоёв и толщины слоёв в гетероструктурах\u0000варьировались, содержание олова в твёрдых растворах SiSn варьировалось от 10% (образец 1) до 25%\u0000(образец 2, см. рисунок).\u0000Многослойные гетероструктуры Si/Si(1-x)Snx а также\u0000твёрдые растворы SiSnGe были исследованы с\u0000применением спектроскопии комбинационного\u0000рассеяния света и фотолюминесценции. В спектрах\u0000комбинационного рассеяния света гетероструктур\u0000Si/Si(1-x)Snx обнаружены пики, соответствующие\u0000колебаниям связей Si-Sn, а также Sn-Sn, последнее\u0000позволяет предположить, что в гетероструктурах\u0000присутствуют нанокристаллы олова. В спектрах\u0000твёрдых растворов SiGeSn были обнаружены пики,\u0000соответствующие колебаниям связей Sn-Sn, Si-Sn, Ge-Si,\u0000и Ge-Sn.\u0000Спектры фотолюминесценции измеряли с\u0000использованием мультиканального детектора на основе\u0000матрицы InGaAs-диодов. Длинноволновый край порога\u0000чувствительности составлял 2100 нм, корректировки\u0000спектров на чувствительность детектора не\u0000проводилось. При низких температурах в\u0000гетероструктурах Si/Si(1-x)Snx наблюдались две полосы\u0000фотолюминесценции – 0.75 эВ (1650 нм) и 0.65 эВ (1900\u0000нм), первую можно связать с оптическими переходами в\u0000квантовых ямах в гетероструктуре второго рода Si/Si(1-\u0000x)Snx, а вторую с экситонами, локализованными в\u0000нанокристаллах олова (см. рисунок). В твёрдых растворах SiGeSn также была обнаружена\u0000фотолюминесценция в ИК диапазоне при низких температурах.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"152 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"122663728","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Проведено выращивание структур с множественными квантовыми ям (КЯ) HgTe методом молекулярно-лучевой эпитаксии с in situ эллипсометрическим контролем. Представлены спектры поглощения и фотопроводимости, характеристики структур с множественными HgTe КЯ. Измерены спектры поглощения и фотопроводимости. На основе структур с множественными квантовыми ямами HgTe по заводской технологии были изготовлены ИК фоторезисторы (50×50 мкм) и измерены их характеристики. Рост структур производился на модернезированой установке МЛЭ “Обь-М”. Количество HgTe КЯ изменялось от 5 до 200, толщина слоев HgTe варьировалась от 3 до 18 нм. Состав барьеров XCdTe≥0,60,75, толщина барьеров HgCdTe составляла 30 нм. Разработан эллипсометрический метод прецизионного восстановления состава в множественных HgTe КЯ, основанный на замене слоя переменного состава на «эффективную» подложку постоянного состава с эффективными оптическими постоянными. Данный метод позволяет с высокой точностью восстановить распределение состава по толщине в последовательно выращенных HgTe КЯ На рис.1а представлены типичные профили распределения состава в структуре с 50 HgTe КЯ. Видно, что в выращенных КЯ наблюдается воспроизводимое изменение распределение состава. Средний статистический разброс для фиксированной координаты составил XCdTe 0,02 молярных долей. По заводской технологии АО “МЗ “Сапфир” методом струйного аэрозольного травления на основе МСКЯ HgTe/HgCdTe были изготовлены ИК фоторезисторы, размером 50×50 мкм без просветляющего покрытия, и измерены их характеристики. Контакты создавались электрохимическим осаждением индия. На рис.1б показана зависимость вольтовой чувствительность (Su) и обнаружительной способности (D*) от напряжения смещения. Наблюдается увеличение Su с выходом на полку при напряжении смещения ≥0,25В, а D* проходит через максимум при 0,150,2В. Проведено исследование параметров фоторезисторов при различных фоновых потоках. Значение вольтватной чувствительности составило 5,8×105 В/Вт для ИК фоторезисторов с длинноволновой границей max=11,6 мкм, изготовленных на основе структур с множественными HgTe КЯ (толщина HgTe КЯ =8,6 нм, 50 слоев HgTe ).
{"title":"Структуры с квантовыми ямами HgTe/CdHgTe для ИК фотоприемников: рост и\u0000характеризация","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-95","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-95","url":null,"abstract":"Проведено выращивание структур с множественными квантовыми ям (КЯ) HgTe методом\u0000молекулярно-лучевой эпитаксии с in situ эллипсометрическим контролем. Представлены спектры\u0000поглощения и фотопроводимости, характеристики структур с множественными HgTe КЯ. Измерены\u0000спектры поглощения и фотопроводимости. На основе структур с множественными квантовыми\u0000ямами HgTe по заводской технологии были изготовлены ИК фоторезисторы (50×50 мкм) и измерены\u0000их характеристики.\u0000Рост структур производился на модернезированой установке МЛЭ “Обь-М”. Количество HgTe КЯ\u0000изменялось от 5 до 200, толщина слоев HgTe варьировалась от 3 до 18 нм. Состав барьеров\u0000XCdTe≥0,60,75, толщина барьеров HgCdTe составляла 30 нм. Разработан эллипсометрический метод\u0000прецизионного восстановления состава в множественных HgTe КЯ, основанный на замене слоя\u0000переменного состава на «эффективную» подложку постоянного состава с эффективными\u0000оптическими постоянными. Данный метод позволяет с высокой точностью восстановить\u0000распределение состава по толщине в\u0000последовательно выращенных HgTe КЯ На рис.1а\u0000представлены типичные профили распределения\u0000состава в структуре с 50 HgTe КЯ. Видно, что в\u0000выращенных КЯ наблюдается воспроизводимое\u0000изменение распределение состава. Средний\u0000статистический разброс для фиксированной\u0000координаты составил XCdTe 0,02 молярных\u0000долей.\u0000По заводской технологии АО “МЗ “Сапфир”\u0000методом струйного аэрозольного травления на\u0000основе МСКЯ HgTe/HgCdTe были изготовлены ИК\u0000фоторезисторы, размером 50×50 мкм без\u0000просветляющего покрытия, и измерены их\u0000характеристики. Контакты создавались\u0000электрохимическим осаждением индия. На рис.1б\u0000показана зависимость вольтовой чувствительность\u0000(Su) и обнаружительной способности (D*) от\u0000напряжения смещения. Наблюдается увеличение\u0000Su с выходом на полку при напряжении смещения\u0000≥0,25В, а D* проходит через максимум при\u00000,150,2В. Проведено исследование параметров\u0000фоторезисторов при различных фоновых потоках.\u0000Значение вольтватной чувствительности составило\u00005,8×105 В/Вт для ИК фоторезисторов с длинноволновой границей max=11,6 мкм, изготовленных на\u0000основе структур с множественными HgTe КЯ (толщина HgTe КЯ =8,6 нм, 50 слоев HgTe ).","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"126 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"123345212","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Хорошо известно, что границы раздела диэлектрик/полупроводник играют важную роль при создании приборных структур на основе полупроводников А3В5. Тройное соединения InAlAs является перспективным материалом для создания транзисторов с высокой подвижностью электронов и СВЧ-фотодетекторов [1, 2]. Достижение предельных параметров приборов на основе InAlAs, как и для других полупроводников А3В5, обеспечивается, в том числе, решением актуальной задачи формирования границы раздела диэлектрик/InAlAs(А3В5) с низкой плотностью электронных состояний (density of interface traps, Dit), которая, в отличие от границы раздела SiO2/Si (Dit=1010 эВ1 см-2 ), далека от совершенства. В представленных к настоящему времени работах, посвященных формированию границы раздела диэлектрик/InAlAs [3, 4], используют high-k диэлектрики: Al2O3 и HfO2, выращенные методом атомно-слоевого осаждения (АСО). Показано, что тип АСО диэлектрика (Al2O3, HfO2), его толщина и предварительная химическая обработка (пассивация) поверхности InAlAs не оказывают существенного влияния на величину Dit, которая во всех случаях составляет величину более 5·1012 эВ-1 см-2 . Одним из методов пассивации, который позволил резко (до значений ~5·1010 эВ-1 см-2 (77 K)) снизить Dit на границе раздела диэлектрик/InAs, является формирование на поверхности полупроводника фторсодержащих анодных оксидных слоев (АОС) методами электролитического [5] или плазмохимического окисления [6]. Метод сухого анодного окисления в таунсендовской газоразрядной плазме (ТГП) [6] за счет использования одинакового состава газовой среды для различных полупроводников является более универсальным и простым по сравнению с электролитическим окислением, в связи с чем, позволяет эффективно пассировать боковые стенки меза-структур, сформированных на многослойных полупроводниковых гетероэпитаксиальных структурах А3В5 сложного состава. Близость составов InAs и In0.52Al0.48As позволяет предположить, что данная методика пассивации будет эффективна и для InAlAs. Целью данной работы было изучение электрофизических и физико-химических свойств границ раздела АОС/InAlAs, сформированных в таунсендовской газоразрядной плазме (ТГП) в среде Ar-O2 с различным содержанием CF4. Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии при послойном травлении ионами Ar изучен химический состав АОС для различных соотношений O2/CF4. Показано, что АОС без фтора, в основном, состоит из смеси As2O3, In2O3 и Al2O3. Введение CF4 в состав окислительной среды приводит к накоплению фтора в анодной пленке и образованию оксифторидов элементов полупроводника. Методом электронной микроскопии высокого разрешения показано, что при окислении без CF4 формируется резкая граница раздела АОС/InAlAs. Добавление CF4 приводит к существенному увеличению шероховатости границы раздела. Анализ ВФХ Au/SiO2/InAlAs МДПструктур показал, что модификация поверхности InAlAs окислением в ТГП без CF4 перед осаждением SiO2 обеспечивает существенное уменьшение Dit вблизи середины запрещенной зоны. Введ
{"title":"Пассивация поверхности InAlAs анодными слоями, сформированными\u0000в таунсендовской газоразрядной плазме","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-124","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-124","url":null,"abstract":"Хорошо известно, что границы раздела диэлектрик/полупроводник играют важную роль при\u0000создании приборных структур на основе полупроводников А3В5. Тройное соединения InAlAs\u0000является перспективным материалом для создания транзисторов с высокой подвижностью\u0000электронов и СВЧ-фотодетекторов [1, 2]. Достижение предельных параметров приборов на основе\u0000InAlAs, как и для других полупроводников А3В5, обеспечивается, в том числе, решением актуальной\u0000задачи формирования границы раздела диэлектрик/InAlAs(А3В5) с низкой плотностью электронных\u0000состояний (density of interface traps, Dit), которая, в отличие от границы раздела SiO2/Si (Dit=1010 эВ1\u0000см-2\u0000), далека от совершенства. В представленных к настоящему времени работах, посвященных\u0000формированию границы раздела диэлектрик/InAlAs [3, 4], используют high-k диэлектрики: Al2O3 и\u0000HfO2, выращенные методом атомно-слоевого осаждения (АСО). Показано, что тип АСО диэлектрика\u0000(Al2O3, HfO2), его толщина и предварительная химическая обработка (пассивация) поверхности\u0000InAlAs не оказывают существенного влияния на величину Dit, которая во всех случаях составляет\u0000величину более 5·1012 эВ-1\u0000см-2\u0000.\u0000Одним из методов пассивации, который позволил резко (до значений ~5·1010\u0000эВ-1\u0000см-2\u0000(77 K))\u0000снизить Dit на границе раздела диэлектрик/InAs, является формирование на поверхности\u0000полупроводника фторсодержащих анодных оксидных слоев (АОС) методами электролитического [5]\u0000или плазмохимического окисления [6]. Метод сухого анодного окисления в таунсендовской\u0000газоразрядной плазме (ТГП) [6] за счет использования одинакового состава газовой среды для\u0000различных полупроводников является более универсальным и простым по сравнению с\u0000электролитическим окислением, в связи с чем, позволяет эффективно пассировать боковые стенки\u0000меза-структур, сформированных на многослойных полупроводниковых гетероэпитаксиальных\u0000структурах А3В5 сложного состава. Близость составов InAs и In0.52Al0.48As позволяет предположить,\u0000что данная методика пассивации будет эффективна и для InAlAs.\u0000Целью данной работы было изучение электрофизических и физико-химических свойств границ\u0000раздела АОС/InAlAs, сформированных в таунсендовской газоразрядной плазме (ТГП) в среде Ar-O2 с\u0000различным содержанием CF4.\u0000Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии при послойном травлении ионами Ar\u0000изучен химический состав АОС для различных соотношений O2/CF4. Показано, что АОС без фтора, в\u0000основном, состоит из смеси As2O3, In2O3 и Al2O3. Введение CF4 в состав окислительной среды\u0000приводит к накоплению фтора в анодной пленке и образованию оксифторидов элементов\u0000полупроводника. Методом электронной микроскопии высокого разрешения показано, что при\u0000окислении без CF4 формируется резкая граница раздела АОС/InAlAs. Добавление CF4 приводит к\u0000существенному увеличению шероховатости границы раздела. Анализ ВФХ Au/SiO2/InAlAs МДПструктур показал, что модификация поверхности InAlAs окислением в ТГП без CF4 перед\u0000осаждением SiO2 обеспечивает существенное уменьшение Dit вблизи середины запрещенной зоны.\u0000Введ","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"12 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"125332294","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
А. А. Мамрашев, Юрий Михайлович Андреев, Г. В. Ланский
Нелинейные кристаллы бета-борат бария (β-BaB2O4, BBO), триборат лития (LiB3O5, LBO) и титанил-фосфат калия (KTiOPO4, KTP) широко используются в качестве преобразователей частоты лазерного излучения ближнего ИК-диапазона в пределах окон их прозрачности. На длине волны 1064 нм их нелинейные коэффициенты принимают относительно невысокие значения: d22 = ±2,3 пм/В (BBO), d32 = ±0,85 пм/В (LBO) d33 = 10,7 пм/В (KTP) [1], однако, благодаря высокой лучевой прочности, в особенности боратов, и малому поглощению, они до сих пор остаются популярным. Учитывая эффективность кристаллов для преобразования частот в оптическом диапазоне, можно предположить, что они также применимы и для генерации разнолистной частоты (ГРЧ) в терагерцовый (ТГц) или миллиметровый (мм) диапазоны, поскольку данный процесс опирается на те же нелинейные коэффициенты. Принимая во внимание прогресс в развитии высокоинтенсивных лазерных установок, мотивацией данного исследования является перспектива создания компактных и мощных источников ТГц- и мм-диапазона, основанных на принципах нелинейной кристаллооптики и обладающих высокой спектральной яркостью. В данной работе с помощью импульсного терагерцового спектрометра (ЦКП «Спектроскопия и оптика», ИАиЭ СО РАН [2]) изучены оптические свойства кристаллов BBO, LBO и KTP в диапазоне 0,2 – 2 ТГц при комнатной (295 K) и криогенной (77 K) температурах. Определены дисперсионные свойства показателей преломления и аппроксимированы в виде уравнений Селмейера, по которым рассчитаны кривые фазового синхронизма для ГРЧ лазерного излучения ближнего ИК-диапазона . В результате установлено, что у кристаллов KTP и ВВО условия фазового синхронизма не исчезают с криогенным охлаждением, а коэффициенты поглощения резко падают с сохранением существенной анизотропии. Таким образом, ГРЧ в ТГц спектральный диапазон возможен. Картина изменения свойств кристаллов LBO с охлаждением чрезвычайно сложна, и условия фазового синхронизма перестают выполняться при криогенных температурах. Однако, обнаруженная температурная стабильность оси Z и значительное падение оптических потерь для волн с поляризацией параллельной осям Х и Y открывают новые перспективы использования данного кристалла для устройств ТГц- и мм-диапазонов. Обсуждаются детали полученных результатов и потенциальные характеристики преобразователей в ТГц-диапазон.
{"title":"Генерация терагерцового излучения в нелинейнооптических кристаллах BBO, LBO\u0000и KTP под действием интенсивного лазерного излучения","authors":"А. А. Мамрашев, Юрий Михайлович Андреев, Г. В. Ланский","doi":"10.34077/rcsp2019-77","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-77","url":null,"abstract":"Нелинейные кристаллы бета-борат бария (β-BaB2O4, BBO), триборат лития (LiB3O5, LBO) и\u0000титанил-фосфат калия (KTiOPO4, KTP) широко используются в качестве преобразователей частоты\u0000лазерного излучения ближнего ИК-диапазона в пределах окон их прозрачности. На длине волны 1064\u0000нм их нелинейные коэффициенты принимают относительно невысокие значения: d22 = ±2,3 пм/В\u0000(BBO), d32 = ±0,85 пм/В (LBO) d33 = 10,7 пм/В (KTP) [1], однако, благодаря высокой лучевой\u0000прочности, в особенности боратов, и малому поглощению, они до сих пор остаются популярным.\u0000Учитывая эффективность кристаллов для преобразования частот в оптическом диапазоне, можно\u0000предположить, что они также применимы и для генерации разнолистной частоты (ГРЧ) в\u0000терагерцовый (ТГц) или миллиметровый (мм) диапазоны, поскольку данный процесс опирается на те\u0000же нелинейные коэффициенты. Принимая во внимание прогресс в развитии высокоинтенсивных\u0000лазерных установок, мотивацией данного исследования является перспектива создания компактных и\u0000мощных источников ТГц- и мм-диапазона, основанных на принципах нелинейной кристаллооптики и\u0000обладающих высокой спектральной яркостью.\u0000В данной работе с помощью импульсного терагерцового спектрометра (ЦКП «Спектроскопия и\u0000оптика», ИАиЭ СО РАН [2]) изучены оптические свойства кристаллов BBO, LBO и KTP в диапазоне\u00000,2 – 2 ТГц при комнатной (295 K) и криогенной (77 K) температурах. Определены дисперсионные\u0000свойства показателей преломления и аппроксимированы в виде уравнений Селмейера, по которым\u0000рассчитаны кривые фазового синхронизма для ГРЧ лазерного излучения ближнего ИК-диапазона .\u0000В результате установлено, что у кристаллов KTP и ВВО условия фазового синхронизма не\u0000исчезают с криогенным охлаждением, а коэффициенты поглощения резко падают с сохранением\u0000существенной анизотропии. Таким образом, ГРЧ в ТГц спектральный диапазон возможен. Картина\u0000изменения свойств кристаллов LBO с охлаждением чрезвычайно сложна, и условия фазового\u0000синхронизма перестают выполняться при криогенных температурах. Однако, обнаруженная\u0000температурная стабильность оси Z и значительное падение оптических потерь для волн с\u0000поляризацией параллельной осям Х и Y открывают новые перспективы использования данного\u0000кристалла для устройств ТГц- и мм-диапазонов. Обсуждаются детали полученных результатов и\u0000потенциальные характеристики преобразователей в ТГц-диапазон.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"16 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"128611450","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Представлены сравнительные результаты численного моделирования и эксперимента при регистрации азимутальных угловых зависимостей сигнала отраженной от структур CdхHg1-xTe второй гармоники при нормальном падении на образец зондирующего лазерного излучения и азимутальном вращении плоскости его поляризации. Оценены возможности получения количественной и качественной информации о кристаллическом совершенстве слоев CdхHg1-xTe.
{"title":"Экспрессная характеризация кристаллического совершенства структур CdхHg1-xTe\u0000методом генерации на отражение второй гармоники зондирующего излучения","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-119","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-119","url":null,"abstract":"Представлены сравнительные результаты численного моделирования и эксперимента при\u0000регистрации азимутальных угловых зависимостей сигнала отраженной от структур CdхHg1-xTe второй\u0000гармоники при нормальном падении на образец зондирующего лазерного излучения и азимутальном\u0000вращении плоскости его поляризации. Оценены возможности получения количественной и\u0000качественной информации о кристаллическом совершенстве слоев CdхHg1-xTe.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"20 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"127787734","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Мы представляем результаты исследования широкого круга явлений, возникающих при взаимодействии мощных фемтосекундных лазерных импульсов оптического диапазона и импульсного терагерцового (ТГц) излучения в жидкости. Впервые зарегистрирован эффект поляризационного взаимодействия трех эллиптически поляризованных волн, распространяющихся в изотропной нелинейной жидкой среде - жидком азоте, при этом частота одной из волн находилась в ТГц диапазоне [1]. Также впервые показана возможность преобразования оптического излучения фемтосекундной длительности в ТГц излучение в жидком азоте [2]. Исследована зависимость величины выхода ТГц излучения, генерируемого вблизи свободной поверхности жидкости, от условий фокусировки лазерного излучения при переходе через границу раздела, отделяющую газообразную фазу среды от ее жидкой фазы. Изучены особенности «одноцветного» и «двухцветного» режимов генерации ТГц излучения в жидком азоте. Представленные экспериментальные результаты подтверждены теоретической интерпретацией и явно указывают на принципиальное отличие механизмов, приводящих к генерации ТГц излучения в жидкой и в газообразной средах при воздействии на них фемтосекундными лазерными импульсами. На основе предложенной модели, развитой в рамках феноменологического подхода, показано, что как ионизация среды так и ее нелинейная восприимчивость играют значительную роль в генерации ТГц излучения в жидком азоте. Мы предположили и обосновали, что подвижность ионов и электронов в жидкости может играть существенную роль в этом процессе, формируя квазистатическое электрическое поле с помощью механизма амбиполярной диффузии. Это квазистационарное поле участвует в генерации ТГц излучения за счет нелинейного эффекта третьего порядка. Когерентное поляризационно-чувствительное нелинейное взаимодействие трех эллиптически поляризованных электромагнитных волн, одна из которых на ТГц частоте, при их совместном распространении в нелинейной изотропной среде, также хорошо описывается в рамках феноменологического подхода. Мы показали, что Керровская нелинейность изотропной среды, возникающая в результате четырехволнового смешения Ω ≈ 2ω – ω – ω (ωТГц= Ω) благодаря эллиптически поляризованным волнам на основной и удвоенной частотах, распространяющимся коллинеарно с ТГц излучением, оказывает заметное влияние на состояние поляризации ТГц излучения. Наблюдаемые при этом изменение эллиптичности поляризации ТГц волны и вращение главной оси эллипса поляризации, могут быть хорошо описаны в рамках физического подхода, аналогичного использованному для объяснения самовращения эллипса поляризации впервые описанного в 1964 году Макером и др. [3], но расширенного для случая многочастотного взаимодействия.
{"title":"Нелинейная ТГц фотоника жидкостей","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-45","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-45","url":null,"abstract":"Мы представляем результаты исследования широкого круга явлений, возникающих при\u0000взаимодействии мощных фемтосекундных лазерных импульсов оптического диапазона и\u0000импульсного терагерцового (ТГц) излучения в жидкости.\u0000Впервые зарегистрирован эффект поляризационного взаимодействия трех эллиптически\u0000поляризованных волн, распространяющихся в изотропной нелинейной жидкой среде - жидком азоте,\u0000при этом частота одной из волн находилась в ТГц диапазоне [1]. Также впервые показана\u0000возможность преобразования оптического излучения фемтосекундной длительности в ТГц излучение\u0000в жидком азоте [2]. Исследована зависимость величины выхода ТГц излучения, генерируемого\u0000вблизи свободной поверхности жидкости, от условий фокусировки лазерного излучения при\u0000переходе через границу раздела, отделяющую газообразную фазу среды от ее жидкой фазы. Изучены\u0000особенности «одноцветного» и «двухцветного» режимов генерации ТГц излучения в жидком азоте.\u0000Представленные экспериментальные результаты подтверждены теоретической интерпретацией и\u0000явно указывают на принципиальное отличие механизмов, приводящих к генерации ТГц излучения в\u0000жидкой и в газообразной средах при воздействии на них фемтосекундными лазерными импульсами.\u0000На основе предложенной модели, развитой в рамках феноменологического подхода, показано, что\u0000как ионизация среды так и ее нелинейная восприимчивость играют значительную роль в генерации\u0000ТГц излучения в жидком азоте. Мы предположили и обосновали, что подвижность ионов и\u0000электронов в жидкости может играть существенную роль в этом процессе, формируя\u0000квазистатическое электрическое поле с помощью механизма амбиполярной диффузии. Это\u0000квазистационарное поле участвует в генерации ТГц излучения за счет нелинейного эффекта третьего\u0000порядка. Когерентное поляризационно-чувствительное нелинейное взаимодействие трех\u0000эллиптически поляризованных электромагнитных волн, одна из которых на ТГц частоте, при их\u0000совместном распространении в нелинейной изотропной среде, также хорошо описывается в рамках\u0000феноменологического подхода. Мы показали, что Керровская нелинейность изотропной среды,\u0000возникающая в результате четырехволнового смешения Ω ≈ 2ω – ω – ω (ωТГц= Ω) благодаря\u0000эллиптически поляризованным волнам на основной и удвоенной частотах, распространяющимся\u0000коллинеарно с ТГц излучением, оказывает заметное влияние на состояние поляризации ТГц\u0000излучения. Наблюдаемые при этом изменение эллиптичности поляризации ТГц волны и вращение\u0000главной оси эллипса поляризации, могут быть хорошо описаны в рамках физического подхода,\u0000аналогичного использованному для объяснения самовращения эллипса поляризации впервые\u0000описанного в 1964 году Макером и др. [3], но расширенного для случая многочастотного\u0000взаимодействия.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"10 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"121979274","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
扫码关注我们
求助内容：
应助结果提醒方式：