Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1 - Сверхрешетка используется в качестве фотонного транзистора. Схематическое изображение и график зависимости отклика на воздействие.
Рисунок 2 - Схематическая зависимость коэффициента межзонного поглощения, штриховой линией показан случай без учета экситонных эффектов и спектры поглощения сверхрешеток при температуре 2 К.
Рисунок 3 - Формула коэффициента поглощения для внутризонных переходов в композиционной сверхрешетке (для оценки пропорциональности квадрату матричного элемента z, частоте излучения omega, обратной пропорциональности коэффициенту преломления материала N).

Сверхрешетки и их оптические характеристики

Ключевые слова:  люминесценция, материаловедение, оптический, периодика, поглощение, сверхрешетка

Автор(ы): Клюев Павел Геннадиевич

Опубликовал(а):  Клюев Павел Геннадиевич

16 октября 2010

Сверхрешетку можно использовать в оптической системе в качестве активного элемента цепи для преобразования излучения необходимым нам образом. На рисунке 1 изображен фотонный транзистор, в котором в качестве регулирующего элемента используется сверхрешетка. Интенсивность света, пропускаемого нелинейно-оптическим материалом (сверхрешеткой), не пропорциональна мощности падающего пучка. На графике (рисунок 1) показана зависимость пропущенной мощности от мощности падающей. Если добавить слабый управляющий сигнал, то мощности будут складываться и в конце-концов превысят некоторое пороговое значение. Мощность опорного пучка обычно берется немного ниже пороговой, вслед за которой идет резкое возрастани попускаемой мощности.

Оптические свойства всех сверхрешеток практически одинаковы в области частот ниже порога собственного поглощения массивных полупроводников, составляющих сверхрешетку. Однако в области частот выше порога собственного поглощения полупроводника оптические свойства сверхрешеток отличаются. Для композиционных сверхрешеток, когда частота падающего света меньше пороговой, а ЭМП поляризовано перпендикулярно оси сверхрешетки, происходит поглощение света свободными носителями заряда. Переходы же между минизонами может вызвать только свет, поляризованный в направлении оси сверхрешетки. Необходимо отметить, что разрешенными (имеющими бОльшую вероятность) переходами являются переходы между состояниями с различной четностью (волновой функции). При изучении оптических характеристик сверхрешеток проявляются квантовые эффекты, связанные с движением электронов как двумерных носителей заряда. Четкое проявление эффекта размерного квантования в сверхрешетке наблюдал Динг в 1974 году. В спектрах поглощения сверхрешетки наблюдалась ступенчатая структура (см. рисунок 2). Для внутризонных переходов в композиционных сверхрешетках коэффициент поглощения будет пропорционален квадрату элемента матричного перехода (см. рисунок 2). Для межзонных переходов элемент матричного перехода будет максимальным для зон с одинаковыми номерами, то есть вероятность перехода в пределах одного слоя сверхрешетки больше.

На рисунке 2 представлены спектры поглощения одной из сверхрешеток типа GaAs-AlxGa1-xAs. Интересно, что насыщение поглощения в такой сверхрешетке наступает при интенсивностях в 3 раза меньше, чем при использовании GaAs. Наиболее заметным отличием оптических переходов в структурах типа GaAs-AlxGa1-xAs, как и вообще в сверхрешетках, является практическое отсутствие примесных переходов и доминирование излучения вследствие рекомбинации свободных экситонов. В сверхрешетках же со слоями несколько более толстыми, чем это принято (обычно более 1 нм), начинают проявляться оптические свойства обычных массивных полупроводников. Это говорит о влиянии на процессы поглощения и испускания пространственного ограничения волновых функций носителей тока в сверхрешеточных структурах с периодом около 0,2 нм. Другим важным фактором, влияющим на оптические спектры в сверхрешетках, является наличие четких пространственных границ структуры. Спектры сверхрешеток с четкими линиями структуры характеризуются очень узкими линиями излучения и люминесценции.

Влияние магнитного поля и оптические свойства легированных сверхрешеток рассмотрим в одной из следующих публикаций.

Список использованных источников

1 Силин А. П. Полупроводниковые сверхрешетки, УФН, 1985, т. 147, с. 485

2 Дж.М.Роуэлл Материалы для фотоники, В мире науки, №12, 1986/ Scientific American, October 1986, vol.255, No.4



Средний балл: 10.0 (голосов 1)

 


Комментарии
Клюев Павел Геннадиевич, 17 октября 2010 22:20 
Коваленко Артём, 18 октября 2010 13:04 
Такие светофильтры хорошие на них делают -
заглядеться можно!

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Танцующая в облаках
Танцующая в облаках

Продолжается прием статей в 11-й выпуск Межвузовского сборника научных трудов «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов»
Продолжается прием статей в 11-й выпуск Межвузовского сборника научных трудов «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов»

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ”
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ” 5-9 августа 2019 года в Новосибирске

I МОСКОВСКАЯ ОСЕННЯЯ МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ПЕРОВСКИТНОЙ ФОТОВОЛЬТАИКЕ
14-15 октября 2019 года состоится школа - конференция молодых ученых - I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019).

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.