Полупроводниковые инжекционные лазеры. Иванов Н.А. - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ИГУ | Иркутск

Составители: 

Рубрика: 

8
частиц, их вероятность мала по сравнению с вероятностью конкурирующих
безизлучательных процессов. Для изготовления лазеров используются прямозонные
полупроводники с высокой вероятностью излучательных переходов, например
полупроводники группы А
3
В
5
.
Лазерные
n
p
−
переходы изготавливаются на основе материалов
p
и
n
типа с высокой
степенью легирования. Концентрация легирующей примеси в них настолько высока, что
уровень Ферми в полупроводнике
n
типа расположен выше дна зоны проводимости (рис.
4а). Состояния между дном зоны проводимости и уровнем Ферми при этом полностью
заполнены электронами (заштрихованная область).
Рис.4
В полупроводнике
p
-типа уровень Ферми расположен выше потолка валентной зоны.
Состояния между уровнем Ферми и потолком валентной зоны при этом свободны (Рис.4b).
Полупроводники такого типа называются вырожденными. Энергетическая структура
n
p
−
перехода, образованного вырожденными полупроводниками в отсутствие внешнего
напряжения, приложенного к переходу, приведена на рис.5а. Если к
n
p
−
переходу
приложить внешнее напряжение в прямом направлении (плюс к области
p
), энергетический
барьер в области контакта понизится. Возникнет диффузионный ток электронов из
n
Рис.5.
области в
p
область и дырок в обратном направлении (рис.5b). В узком контактном слое,
толщиной d возникает область с инверсной заселенностью, в которой плотность электронов
у дна зоны проводимости выше, чем у потолка валентной зоны. Если В этой области
распространяется излучение с энергией квантов удовлетворяющей условию:
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
          частиц, их вероятность мала по сравнению с вероятностью конкурирующих
          безизлучательных процессов. Для изготовления лазеров используются прямозонные
          полупроводники с высокой вероятностью излучательных переходов, например
          полупроводники группы А3В5.
              Лазерные p − n переходы изготавливаются на основе материалов p и n типа с высокой
          степенью легирования. Концентрация легирующей примеси в них настолько высока, что
          уровень Ферми в полупроводнике n типа расположен выше дна зоны проводимости (рис.
          4а). Состояния между дном зоны проводимости и уровнем Ферми при этом полностью
          заполнены электронами (заштрихованная область).




                                              Рис.4

               В полупроводнике p -типа уровень Ферми расположен выше потолка валентной зоны.
          Состояния между уровнем Ферми и потолком валентной зоны при этом свободны (Рис.4b).
          Полупроводники такого типа называются вырожденными. Энергетическая структура p − n
          перехода, образованного вырожденными полупроводниками в отсутствие внешнего
          напряжения, приложенного к переходу, приведена на рис.5а. Если к p − n переходу
          приложить внешнее напряжение в прямом направлении (плюс к области p ), энергетический
          барьер в области контакта понизится. Возникнет диффузионный ток электронов из n




                                                  Рис.5.

          области в p область и дырок в обратном направлении (рис.5b). В узком контактном слое,
          толщиной d возникает область с инверсной заселенностью, в которой плотность электронов
          у дна зоны проводимости выше, чем у потолка валентной зоны. Если В этой области
          распространяется излучение      с энергией квантов удовлетворяющей условию:
                                                                                               8

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Страницы