Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Оптические модуляторыСтруктуры с квантовыми ямами могут использоваться не только для генерации, но и для модуляции светового излучения из области межзонного оптического поглощения. Физической основой эффекта модуляции являются два следующих экспериментальных факта: – в структурах с квантовыми ямами существуют резкие линии экситонного поглощения, имеющие значительно большую интенсивность, чем в однородных полупроводниках, и наблюдаемые не только при низких, но и при комнатных температурах; – спектральное положение линий заметно сдвигается при приложении сильного электрического поля перпендикулярно слоям гетероструктуры. Эти два обстоятельства нуждаются в некоторых пояснениях. Первое обстоятельство связывается с понятием экситона – пары электрон-дырка, неразрывно связанных друг с другом за счет силы кулоновского взаимодействия. При этом электрон находится в зоне проводимости, а дырка – в валентной зоне. За счет совместного движения электрона и дырки экситон может перемещаться по объему полупроводника, не перенося при этом никакого заряда. Потенциальные ямы низкоразмерных квантовых структур, изменяют свойства не только свободных электронов, но и связанных электронах в экситонных состояниях. Теоретические расчеты на основе уравнения Шредингера показывают, что основное отличие квазидвумерного экситона от экситона трехмерного заключается в увеличении энергии связи экситона в квантовой яме. Для основного состояния изменение составляет 4 раза, т.е. экситонные эффекты в квантово-размерных структурах оказываются значительно сильнее выражены, чем в обычном объемном образце. Поэтому экситонные пики в спектре поглощения таких структур могут наблюдаться вплоть до комнатных температур. Так, для квантовых ям с толщиной порядка 4,6 нм на системе материалов GaAs/AlGaAs такие пики наблюдаются даже при 500 К. Относительно второго обстоятельства следует отметить, что в однородных полупроводниках электрическое поле разрушает экситоны, растаскивая электрон и дырку в разные стороны. Наличие же квантовой ямы позволяет без вреда для экситона приложить в поперечном направлении достаточно сильное поле, поскольку стенки ямы не дают электрону и дырке возможности разойтись. Поэтому экситонная линия поглощения в поле не исчезает, но ее положение достаточно сильно сдвигается. Это обуславливается двумя факторами. Во-первых, поле искажает форму самой квантовой ямы, превращая ее из прямоугольной в трапециевидную в соответствие с рисунком 6.34. При этом меняются энергии квантовых уровней как в зоне проводимости , так и в валентной зоне , а вместе с ними, и эффективная ширина запрещенной зоны . (6.13) Во – вторых, энергия связи экситона ЕEX хотя и не обращается в нуль, как только что было отмечено, но тем не менее зависит от приложенного поля. В результате спектральное положение экситонной линии wEX (6.14) оказывается сильно зависящим от напряженности электрического поля Е.
Рисунок 6.34 – Энергетический спектр квантовой ямы
Поскольку экситонная линия в спектре поглощения является весьма резкой, то коэффициент поглощения aП для света с частотой вблизи этой линии очень сильно меняется при изменении положения линии. Это делает весьма эффективной модуляцию света с помощью приложенного электрического поля. Ожидается, что подобные модуляторы найдут применение в системах оптической передачи информации.
|