GaAs потери на свободных носителя

При выполнении заданных логических операций оптическим устройством оптические характеристики нелинейного материала должны измениться на определенную величину. Это находит свое отражение в том, что уровень возбуждения в материале, например плотности экситонов или свободных носителей, достигает определенного уровня. Отсюда следует, что ключевым подходом к минимизации затрат энергии на переключение является сведение объема материала к минимуму. Данная стратегия, кроме того, приводит к повышению быстродействия и степени интеграции. Однако здесь будут возникать трудности чисто технологического характера, если качество материала не отвечает предъявляемым требованиям. Тем не менее в устройствах на основе резонаторов Фабри —Перо лучшие характеристики удается получить именно благодаря применению особо малых толщин резонатора [36], однако возможности технологии все же ограничивают минимально возможные толщины, поскольку толщину резонатора подбирают исходя из реально достижимых параметров поглощения и рассеяния света в материале [23]. Толщина резонатора Фабри — Перо должна составлять не менее половины длины волны света (для GaAs около 1/8 мкм). Если бы материалы обладали исключительно высокой степенью нелинейности, тогда было бы выгодно использовать даже еще меньшую толщину резонатора, чтобы сократить время нарастания поля в резонаторе и чувствительность к температуре и длине волны. Следует заметить, что уменьшение поперечного размера до величины порядка длины волны представляет гораздо более трудную проблему по сравнению с получением минимальной толщины резонатора. При этом дифракционные потери света могут быть уменьшены за счет применения соответствующих волноводных структур, для изготовления которых, по-видимому, можно использовать метод травления [26], или, возможно, имплантацию. Хотя все это может быть непосредственно выполнено для активного материала, следует помнить, что создание структур [c.72]

Можно ожидать, что температурная зависимость /пор дли ДГС-лазера, в котором полностью обеспечено ограничение для носителей, практически полностью определяется температурной зависимостью коэффициента усиления. Изменение с температурой таких величин, как скачок показателя преломления, коэффициента отражения зеркал, потерь на свободных носителях, потерь на рассеяние и потерь связи, по-видимому, имеет гораздо меньшее значение. Экспериментальная зависимость /пор(Т ) была получена в ранних работах Хаяси и др. [59] и Паниша и др. [61] на лазерах с ДГС GaAs — AUGai . As (х = = 0,2—0,4), активная область которых была легирована Si (компенсирована), а ее толщина лежала в пределах 0,5 d < 2 мкм. Эти данные являются единственными, в которых для ДГС-лазеров зависимость Jnop(T) была измерена в широком интервале температур от комнатной и ниже. На рис. 7.4.11 показана температурная зависимость /пор(Т ) для d = 0,5 1,0 2,0 мкм. Изменение /пор с температурой может быть представлено выражением 7.3.1, в котором 7 о лежит в интервале от 120 К до 165 К. Для сравнения на том же рисунке показана расчетная зависимость /ном(Л- Эта зависимость была получена с использованием модели ГЛГ-МЭС для коэффициента усиления (см. 7 и 8 гл. 3). Она соответствует кривой для Мд = [c.216]

Рис. 3.8.9. (равнение объемного поглошения на свободных носителях в GaAs и потерь в (jaAs—AU ai-xAs ДГС-лазере в зависимости от равновесных концентраций носителей в активном слое при комнатной температуре [101]. [c.205]

Даже когда ПЗС-структура работает при достаточном размахе тактовых импульсов и имеет хорошие профили распределения потенциала в области между затворами, обеспечивающими полный перенос свободных зарядов, остается дополнительный источник потерь заряда, возникающий вследствие захвата на ловушки. Источником таких ловушек являются химические загрязнения и структурные дефекты кристалла. Захват носителей на такие состояния обычно происходит за времена в пределах наносекунд, но освобождаются они за времена, зависящие от типа ловушки. По сравнению с кремнием, где обычными являются концентрации ловушек менее 10 см плотности ловушек в GaAs и других смешанных полупроводниках обычно составляют по меньшей мере в 100 и более раз большие величины. Но, несмотря на это, сообщалось о создании ПЗС-структур на GaAs с эффективностью переноса, приближающейся к кремниевым устройствам [26]. Одна из причин может состоять в том, что скорость освобождения заряда или время эмиссии из ловушки изменяются в очень широких пределах и, следовательно, различные ловушки будут обладать различными степенями влияния на характеристики устройства. Например, [c.89]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...