Терагерцовая электролюминесценция в легированных квантовых ямах

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-22-00103

НазваниеТерагерцовая электролюминесценция в легированных квантовых ямах

Руководитель Шалыгин Вадим Александрович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" , г Санкт-Петербург

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-204 - Нано- и микроструктуры

Ключевые слова полупроводниковые наноструктуры, квантовые ямы, примесные уровни, терагерцовое излучение, оптические переходы, электролюминесценция, источники терагерцового излучения

Код ГРНТИ29.19.22

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на разработку физических принципов новых полупроводниковых источников излучения терагерцового (1 – 10 ТГц) диапазона с электрической накачкой. Актуальность представленной проблемы определяется тем, что в течение последних лет не ослабевает интерес к разработке новых способов получения терагерцового излучения. Это связано с широким спектром возможных применений излучения терагерцового диапазона в фундаментальных научных исследованиях (для спектроскопии), в космических исследованиях, для мониторинга атмосферы, в системах безопасности, в биологии и медицине (для неинвазивной диагностики и терапии) и пр. Проект нацелен на обнаружение и исследование эмиссии терагерцового излучения, связанного с примесными переходами электронов в наноструктурах с квантовыми ямами в условиях токовой инжекции неравновесных носителей заряда. К настоящему времени терагерцовое излучение, связанное с примесными переходами носителей заряда в условиях токовой инжекции, наблюдалось только в легированных объемных полупроводниках, в которых энергетический спектр каждой конкретной примеси строго детерминирован (в отсутствие внешнего воздействия). В легированных квантовых ямах открываются возможности для управления энергетическим спектром примесных состояний за счет изменения параметров квантовых ям, что позволяет варьировать длину волны источника терагерцового излучения, основанного на примесных переходах носителей заряда. Ранее подобные исследования проводились в наноструктурах с легированными квантовыми ямами в условиях межзонного оптического возбуждении. С точки зрения практических приложений более актуальными являются источники терагерцового излучения с электрической накачкой. Настоящий проект направлен на увеличение эффективности генерации терагерцового излучения в наноструктурах с легированными квантовыми ямами при инжекции неравновесных носителей заряда. Будет использован новый подход, когда в условиях токовой инжекции неравновесных носителей заряда в лазерных диодных структурах будет реализована эмиссия стимулированного ближнего инфракрасного излучения, приводящая к увеличению интенсивности терагерцовой люминесценции, связанной с примесными переходами электронов в квантовых ямах. При выполнении необходимых условий терагерцовое излучение будет возникать одновременно с ближним инфракрасным излучением непосредственно в исследуемой наноструктуре. Кроме того, добиться повышения эффективности генерации примесного терагерцового излучения можно за счет эффекта компенсации примесей.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Адамов Р.Б., Петрук А.Д., Мелентьев Г.А., Седова И.В., Сорокин С.В., Махов И.С., Фирсов Д.А., Шалыгин В.А. Фотолюминесценция ближнего ИК-диапазона в квантовых ямах n-GaAs/AlGaAs с различным положением компенсирующей акцепторной примеси Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки (год публикации - 2022)

2. Адамов Р.Б., Махов И.С., Петрук А.Д., Шалыгин В.А. Фотолюминесценция в структурах с квантовыми ямами n-GaAs с различным положением компенсирующего p-слоя Физика полупроводников и наноструктур, полупроводниковая опто- и наноэлектроника : тезисы докладов Всероссийской научной молодежной конференции, 28 ноября – 2 декабря 2022 г., Санкт-Петербург. – СПб. : ПОЛИТЕХ- ПРЕСС, 2022. – 116 с., Физика полупроводников и наноструктур, полупроводниковая опто- и наноэлектроника: тезисы докладов Всероссийской научной молодежной конференции, 28 ноября – 2 декабря 2022 г., Санкт-Петербург – СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2022. – 116 с. (год публикации - 2022)

3. Адамов Р.Б., Мелентьев Г.А., Седова И.В., Сорокин С.В., Климко Г.В., Махов И.С., Фирсов Д.А., Шалыгин В.А. Terahertz photoluminescence in doped nanostructures with spatial separation of donors and acceptors Journal of Luminescence, vol. 266, 120302 (год публикации - 2024)
10.1016/j.jlumin.2023.120302

4. Адамов Р.Б., Мелентьев Г.А., Подоскин А.А., Кондратов М.И., Гришин А.Е., Слипченко С.О., Седова И.В., Сорокин С.В., Климко Г.В., Махов И.С., Фирсов Д.А., Шалыгин В.А. Люминесценция в p–i–n-структурах с компенсированными квантовыми ямами Физика и техника полупроводников (Semiconductors), Номер 8 (год публикации - 2023)

5. Адамов Р.Б., Мелентьев Г.А., Подоскин А.А., Слипченко С.О., Седова И.В., Сорокин С.В., Махов И.С., Фирсов Д.А., Шалыгин В.А. LUMINESCENCE IN NANOSTRUCTURES WITH COMPENSATED QUANTUM WELLS UNDER OPTICAL AND ELECTRICAL PUMPING St. Petersburg Polytechnic University Journal: Physics and Mathematics (год публикации - 2024)

6. Адамов Р. Б., Мелентьев Г. А., Паневин В. Ю., Седова И. В. , Сорокин С. В. , Махов И. С. , Фирсов Д. А. , Шалыгин В. А. Терагерцовая фотолюминесценция в структурах с квантовыми ямами n-GaAs/AlGaAs с различным положением компенсирующего p-слоя Труды XXVII международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника» т. 2 (Нижний Новгород, 13-16 марта 2023 г.). ИПФ РАН, 2023 г., с. 513 -514., Труды XXVII международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника» т. 2 (Нижний Новгород, 13-16 марта 2023 г.). ИПФ РАН, 2023 г., с. 513 -514. (год публикации - 2023)

7. Адамов Р.Б., Махов И.С., Подоскин А.А, Слипченко С.О., Мелентьев Г.А., Фирсов Д.А., Шалыгин В.А. Люминесценция наноструктур с компенсированными квантовыми ямами при оптической и электрической накачке Физика полупроводников и наноструктур, полупроводниковая опто- и наноэлектроника : тезисы докладов Всероссийской научной молодежной конференции, 27 ноября – 1 декабря 2023 г., Санкт-Петербург. – СПб. : ПОЛИТЕХ- ПРЕСС, 2023, Физика полупроводников и наноструктур, полупроводниковая опто- и наноэлектроника : тезисы докладов Всероссийской научной молодежной конференции, 27 ноября – 1 декабря 2023 г., Санкт-Петербург. – СПб. : ПОЛИТЕХ- ПРЕСС, 2023. – с. 34. (год публикации - 2023)

Публикации