Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm
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HL: Halbleiterphysik
HL 22: Halbleiterlaser
HL 22.14: Vortrag
Dienstag, 12. März 2002, 18:30–18:45, H13
Optisch gepumpter Ferninfrarot-Halbleiterlaser — •Heinz-Wilhelm Hübers1, Niels Hovenier2, Tjeerd Klaassen2, Katharina Orlova3, Serguei Pavlov1, Helge Riemann4, Mark Rümmeli1, Valery Shastin3 und Roman Zhukavin3 — 1DLR, Institut für Weltraumsensorik und Planetenerkundung, Rutherfordstr. 2, 12489 Berlin — 2Technische Universität Delft, P.O.Box 5046, 2600 GA Delft, Niederlande — 3Institut für Physik der Mikrostrukturen, Russische Akademie der Wissenschaften, 603600 Nizhni-Novgorod, Russland — 4Institut für Kristallzüchtung, Max-Born-Str. 2, 12489 Berlin
In diesem Beitrag wird ein neuer Typ von Halbleiterlaser für den ferninfrarot (FIR)- bzw. Terahertz (THz)- Spektralbereich vorgestellt [1,2]. Er basiert auf der optischen Anregung von Donatoren (P, Bi) in Silizium bei Temperaturen unterhalb von ca. 16 K (P) bzw. 30 K (Bi). Optische Anregung ist sowohl indirekt in das Leitungsband als auch direkt in höhere Energieniveaus der Donatoren möglich. Sofern nicht direkt in das obere Laserniveau gepumpt wird, erfolgt die Abregung mittels optischer Phononen und kaskadenartigen Übergängen durch akustische Phononen. Auf diese Weise kann Bestzungsinversion zwischen relativ langlebigen höheren Energiezuständen erzielt werden. Es werden die verschiedenen Lasermechanismen in Si:P und Si:Bi dargestellt. Die Unterschiede von indirekter und direkter Anregung insbesondere im Hinblick auf die Laserschwelle sowie experimentelle Ergebnisse zum Einfluss von Dotierung, Kompensationsgrad und Temperatur auf den Laserprozess werden präsentiert.
[1] H.-W. Hübers et al., Appl. Phys. Lett. 74, 2655 (1999).
[2] S. G. Pavlov et al., Phys. Rev. Lett. 84, 5220 (2000).