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HL: Halbleiterphysik

HL 38: Halbleiterlaser II

HL 38.7: Vortrag

Donnerstag, 11. März 2004, 11:45–12:00, H14

THz Silizium Laser — •Heinz-Wilhelm Hübers1, Pavlov Sergey1, Hovenier Niels2, Klaassen Tjeerd2, Riemann Helge3, Orlova Ekatarina4, Zhukavin Roman4 und Shastin Valery41Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Rutherfordstr. 2, 12489 Berlin — 2Technische Universität Delft, P.O. Box 5046, 2600 GA Delft, Niederlande — 3Institut für Kristallzüchtung, Max-Born-Str. 2, 12489 Berlin — 4Institut für Physik der Mikrostrukturen, Russische Akademie der Wissenschaften, 603600 Nizhni-Novgorod, Russland

Ein Silizium Laser für den Terahertz (THz) Spektralbereich wird vorgestellt. Besetzungsinversion kann zwischen Energieniveaus von Donatoren der Gruppe V (P,As, Sb,Bi) in Silizium bei Temperaturen unterhalb von ca. 30 K erzeugt werden. Die Anregung erfolgt durch Photoionisation der Donatoren vom Grundzustand in das Leitungsband (z.B. mit einem CO2-Laser) oder durch direkte otpische Anregung (z.B. mit einem FEL)in die oberen Energieniveaus der Donatoren. Die angeregten Elektronen verlieren Energie durch Emission von optischen und akustischen Phononen. Dieser kaskadenartige Prozess führt zu Besetzungsinversion zwischen für die jeweilige Donatorenart spezifischen Energieniveaus. Auf diese Weise können Laser mit Emissionfrequenzen zwischen 1.3 THz und 6.3 THz realisiert werden. Es werden die verschiedenen Lasermechanismen dargestellt und ihre Eigenschaften diskutiert. Insbesondere werden Ergebnisse zum Einfluss von Dotierung, Kompensationsgrad, Temperatur, externem Magnetfeld und externem Druck präsentiert.

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