Polovodičové lasery s kvantovými tečkami

Prezentace na téma: "Polovodičové lasery s kvantovými tečkami"— Transkript prezentace:

1 Polovodičové lasery s kvantovými tečkami
Richard Starý

2 Kvantové struktury – srovnání
objemový polovodič kvantová vrstva (jáma) kvantový drát kvantová tečka

3 De Broglieho vlnová délka
Každý objekt mikrosvěta se chová současně jako částice a vlna. Někdy je výhodnější popisovat ho vlnově, někdy částicově. Louis de Broglie: λ = h/mv λ – vlnová délka příslušející částici o hmotnosti m a rychlosti v h – Planckova konstanta

4 Kvantové struktury – srovnání
objemový polovodič kvantová vrstva (jáma) kvantový drát kvantová tečka A B GaAs InAs AlGaAs InP GaInP

5 Kvantové tečky – realizace
Stranskiho-Krastanovova metoda růstu MOCVD (Metal Organic Chemical Vapour Deposition) MBE (Molecular Beam Epitaxy) Převzato z [1]

6 Kvantové tečky – využití
lasery detektory IR záření optické paměti jednoelektronové tranzistory jednofotonové diody a detektory kvantové počítače

7 Polovodičové lasery – vývoj
DHS 1970 Jth ~ 103 A/cm2 QW 1976 Jth ~ 101 – 102 A/cm2 QD 1994 Jth ~ 100 – 101 A/cm2

8 Lasery s kvantovými tečkami
Zlepšení parametrů: řádové zmenšení Jth (< 10 – 20 A/cm2) velmi malá závislost Jth na teplotě vysoká kvantová účinnost (> 80 – 96 %) velmi malá změna l při změně budícího proudu (tj. malý chirp) malý ztrátový výkon malé rozměry

9 MM-2000-qd-1290-1 prahový proud 0,35 A pracovní proud 4,50 A
Laser s kvantovými tečkami (InAs/GaAs) l = 1290 nm Popt = 2 W pracovní teploty -20 – 40 °C prahový proud 0,35 A pracovní proud 4,50 A pracovní napětí 2,50 V Převzato z [2]

10 Děkuji za pozornost ! Autor
Richard Starý katedra Teorie obvodů, ČVUT FEL Literatura [1] Žáček M., „Kvantové tečky a jednofotonové součástky“, [2] [3] Hospodková A., Hulicius E., Oswald J., Pangrác J., Šimeček T., „InAs/GaAs Kvantově rozměrné struktury připravené metodou MOVPE“, Nano ’02, Brno, 2002. [4] Reithmaier J. P., Forchel A., „Recent advances in semiconductor quantum-dot lasers“, Elsevier, Physica E, vol. 5, 167 – 184 , 2000. [5] Starý R., „Fotodetektory infračerveného záření využívající kvantových teček“, 34OPT, semestrální práce, 2004.