Стимулированное излучение в диапазоне 10-31 мкм в гетероструктурах с квантовыми ямами HgTe / CdHgTe с диэлектрическим и «фононным» волноводами

Abstract

В данной работе в волноводных гетероструктурах с HgTe/HgCdTe КЯ, выращенных методом МПЭ на полуизолирующей GaAs (013) подложке с ZnTe и CdTe буферами, было получено стимулированное излучение (СИ) при импульсной оптической накачке на длинах волн вплоть до 25 мкм. В области меньших длин волн λ ~ 10 мкм пороговая интенсивность накачки составляла всего 120 Вт/см2 (λexc ~ 2 мкм), и СИ было получено даже при непрерывной накачке (λexc ~ 0.9 мкм). В рамках работы рассчитана пороговая энергия оже-рекомбинации для серии КЯ HgTe/CdxHg1-xTe с одинаковой Eg ~ 70 мэВ (соответствует λ ~ 18 мкм), но различной толщиной КЯ и долей Cd в барьерах. Продемонстрирована немонотонная зависимость пороговой энергии ожерекомбинации от доли Cd в барьерах, имеющая максимум при xCd = 0.5 – 0.7. Показано, что применение узких КЯ HgTe/CdHgTe с оптимальным составом барьеров позволяет подавить оже-рекомбинацию и продвинуться по длине волны СИ в диапазон λ > 25 мкм.