отенціалу. У цьому полягає основна ідея того, що Капассо назвав проектуванням забороненої зони. p align="justify"> Як приклад проектування забороненої зони розглянемо лазер з подвійним гетеропереходом (ДГП-лазер). Напівпровідниковий лазерний діод, спочатку винайдений трьома групами дослідників незалежно один від одного, грунтувався на переході, утвореному між GaAs p-і n-типу (подібні переходи між одним і тим же матеріалом, але з різним легуванням, називаються гомопереходамі). Лазери з подвійним гетеропереходом знайшли застосування в побутової та офісної техніки в якості програвачів компакт-дисків, лазерних принтерів і дисководів для CD-ROM в комп'ютерах. p align="justify"> Основна ідея ДГП-лазера представлена ​​на рис. II.3. На рис. II.3а схематично зображено його структура. На рис. II.3б показана діаграма енергетичних зон на ділянці двох гетеропереходів. Перехід повинен знаходитися під першим спуском (різниця потенціалів на діод дорівнює різниці енергій між рівнями Фермі по обидві сторони переходу), щоб инжектировать електрони і дірки з AlGaAs в шар GaAs. На малюнку показано, яким чином електрони і дірки замикаються всередині області GaAs шарами AlGaAs з більшою шириною забороненої зони. Таке просторове обмеження не дозволяє носіям дифундувати з області переходу і, отже, збільшує вірогідність їх рекомбінації за рахунок випромінювання. Гідність ідеї не зводиться лише до просторового обмеження носіїв в активній області
В
Рис. II.3. Структура ДГП-лазера з двома гетероперехідами (а). Залежність енергій краю зони від координати х вздовж напрямку росту (б). Залежність коефіцієнта заломлення від х (в). Залежність електричного поля, обмеженого, в основному, шаром GaAs, від х (г)
З рис. II.3 в видно, що коефіцієнту заломлення в області переходів властива уривчастість. Коефіцієнт заломлення GaAs більше, ніж у AlGaAs. Внаслідок цього фотони, що входять у перехід під кутами, великими критичного, відчувають повне внутрішнє віддзеркалення. Таким чином, ДГП AlGaAs/GaAs/AlGaAs утворює також волнопровод, тунелює фотони всередину шару GaAs, де вони сприяють порушенню випромінювальної рекомбінації інжектованих пар електрон-дірка. Посилення електромагнітної хвилі усередині ДГП в електричному полі показано на рис. II.3 р. Комбіновані впливу ДГП на електронні та оптичні властивості діода істотно знижують плотнос ть порогового струму при роботі лазера.
Рівність постійних грат не є необхідною умовою для псевдоморфного зростання одного напівпровідника (епітаксійного шару, або епіслоя) на іншому (підкладці). Можна змусити епіслой мати ту ж постійну решітки, що і підкладка, хоча в об'ємному стані вони можуть бути різні. В результаті виникає напружений епіслой, який, однак, може бути досить досконалим в тому, що стосується інших властивостей. Разом з тим існує гранична товщина напруженого шару, який можна виростити, зберігши досконалість решітки. О...
