RU1806434C - Semiconductor laser quantum-dimensional effect - Google Patents

Semiconductor laser quantum-dimensional effect

Info

Publication number
RU1806434C
RU1806434C SU914927080A SU4927080A RU1806434C RU 1806434 C RU1806434 C RU 1806434C SU 914927080 A SU914927080 A SU 914927080A SU 4927080 A SU4927080 A SU 4927080A RU 1806434 C RU1806434 C RU 1806434C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
layers
materials
active region
gap
Prior art date
Application number
SU914927080A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Дмитриевич Чесноков
Валентина Дмитриевна Чеснокова
Original Assignee
А.Д.Чесноков и В.Д.Чеснокова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by А.Д.Чесноков и В.Д.Чеснокова filed Critical А.Д.Чесноков и В.Д.Чеснокова
Priority to SU914927080A priority Critical patent/RU1806434C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1806434C publication Critical patent/RU1806434C/en

Links

Landscapes

  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

Использование: приборы квантовой электроники, в качестве источника когерентного излучени . Сущность изобретени : на широкозонные полупроводниковые слои р- и п-типа нанесены слои из материалов с высокотемпературной сверхпроводимостью (ВТСП), причем ширина запрещенных зон материалов слоев активной области не превышает удвоенного значени  ширины сверхпроводнико вой энергетической щели в материалах слоев с ВТСП при температуре Т То, где Т - температура широкозонных, полупроводниковых слоев, То - критическа  температура ВТСП слоев лазера. 3 ил.Usage: devices of quantum electronics, as a source of coherent radiation. SUMMARY OF THE INVENTION: p-type and p-type wide-gap semiconductor layers are coated with layers of materials with high-temperature superconductivity (HTSC), and the band gap of the active region layer materials does not exceed twice the width of the superconducting energy gap in the materials of HTSC layers at a temperature T To where T is the temperature of the wide-gap semiconductor layers, T0 is the critical temperature of the HTSC laser layers. 3 ill.

Description

Изобретение относитс  к квантовой электронике, а именно к инжекционным лазерам с квантово-размерным эффектом модул ции генерируемого излучени .The invention relates to quantum electronics, in particular to injection lasers with a quantum-size effect of modulation of the generated radiation.

Цель изобретени  - расширение диапазона перестройки спектра излучени .The purpose of the invention is to expand the spectrum tuning range of the radiation.

На фиг.1 изображена схема пол упро- во дникового лазера с квантово-размерным эффектом; на фиг.2 и 3 - энергетическа  диаграмма активной области полупроводникового лазера при температуре 77 К и О К.Figure 1 shows a diagram of the floor of a conductive laser with a quantum-dimensional effect; figure 2 and 3 is an energy diagram of the active region of a semiconductor laser at a temperature of 77 K and About K.

Полупроводниковый лазер с квантово- размерным эффектом включает активную область 1, изолирующие слои 2 и 3, управл ющие электроды 4 и 5, широкозонные слои- р-.и п-типа 6 и 7, слои с высокотемператур- ной сверхпроводимостью (ВТСП) 8 и 9, устройство управлени  температурой 10, устройство управлени  магнитным полем 12, устройство управлени  током 13, устройство управлением давлением 14.A semiconductor laser with a quantum-size effect includes an active region 1, insulating layers 2 and 3, control electrodes 4 and 5, wide-gap p-type and p-type layers 6 and 7, layers with high-temperature superconductivity (HTSC) 8 and 9, a temperature control device 10, a magnetic field control device 12, a current control device 13, a pressure control device 14.

Активна  область 1 полупроводникового лазера выполнена по крайней мере из одного сло , толщина которого обеспечивает реализацию квантово-размерного эффекта дл  неосновных носителей инжектируемых в активную область 1. Спектр излучени  полупроводникового лазера с квантово-размерными сло ми зависит от формы потенциальной  мы дл  неосновных носителей, формируемой сло - ми активной области 1, широ-козонными полупроводниковыми сло ми р- и п-типа 6 и 7, сло ми из высокотемпературных сверхпроводников 8 и 9. Излучение лазера формируетс  при переходе между разрешенными дискретными энергетическими уровн ми (как и в прототипе) в упом нутой  ме, h vmn Em - En. Материалы сло  (или слоев) активной области подобраны гак, что их эа-а,. прещенные зоны не превосход т (меньше) удвоенного значени  ширины сверхпроводС/ )The active region 1 of a semiconductor laser is made of at least one layer, the thickness of which ensures the realization of a quantum-size effect for minority carriers injected into the active region 1. The emission spectrum of a semiconductor laser with quantum-dimensional layers depends on the shape of the potential we for minority carriers formed layers of active region 1, wide p-type and p-type semiconductor layers 6 and 7, layers of high-temperature superconductors 8 and 9. Laser radiation is generated at Passing between discrete allowed energy levels (as in the prototype) in said IU, h vmn Em - En. The materials of the layer (or layers) of the active region are selected in such a way that their ea-a ,. barred zones do not exceed (less than) twice the value of the width of the superconductor C /)

сwith

со о оso o oh

Ј.Ј.

соwith

44

СА)CA)

никовой энергетической щели (2 Л) материалов высокотемпературной сверхпроводимости слоев 8 и 9 (ЕД1 2 .energy gap (2 L) of materials of high-temperature superconductivity of layers 8 and 9 (ED1 2.

Кванты света h vmn 2А .приход щие от устройства управлени  излучением 11 на ВТСП слои 8 и 9 разрушают куперовские пары и создают фотоквазичастицы в сверхпроводниковых сло х 8 и 9, что приводит к возйикновеййю туннельного квазйчастич- ного фототока в активную область 1 лазера. Управление величиной энергетической щели (2 может производитьс  внешними: магнитным полем, давлением, током, температурой и другими способами. Вклад в фототек из сло  6ТСП 8 (фиг.2) дают только фотоквазичастицы с положительным зар дом , проход щие через валентную зону сЛо -р-типа в активйую область 1, а-вкЯаД в фототек из сло  ВТСП 9 дают только фотоквазичастицы , проход щие мёрёз зоМу п ййдйМр стм сйб  п-тйпэ в актйвнуй.бла ст. г ё-иг1р6;й хоДйт7 рекомбинаци , формируетс  йзлучеййе лазера . Устройст аб управлени  тёмпёратурбй 1,0 обеспечивает пёрёстр-оику фЬрм ь гмьу, формируемой уактив1нб1Й обл сло ми, обесйе йв ёт: йёрёйтрШ го дискрётното : эн ёр гёгйчёс;кртЬ;: сгШтрШ, спектраi изЛужени , pactiiftpe . перестройки спектра мзйучени ; бёеконтак-: тнбе управление в о;лнойб нь исво;йстйа мй активной области (см. фиг;2й;3);Устр6Ййтв( управлений излучением; 1 1: б есМчиёает: бесконтактнбе ёрейгю чёШё рёШмЬб:р1К боты лазера от рпиЬ:а;ннО|;Ь вышё, т.е. при воздействии Квёнтов ( на с/|0:й 8 и 9 к режимУр боҐыЛаз:ё ра;Г1р;- радиотехника,№ 5, С.;1§-21, когда квинты;, излучени  на слой 8 и 9 ot йстйЦй каг. i l- fte/ подаютс  и фототОк фщ( тивную область: 1 лазера efcy tisyeVr Tp обеспечивает свою фо рйу (1рҐёнДйа ьной: ймы, Свой частотный да азЬй/сШй аЬто- ты излучени  .Кромеif ого,из фиг.2 и 3 вйднЬ:, что при изменении температуры от:0 до Та форма потенциальной   ы измен ётй , т.к. происходит не то ьк о: изШнениё ширйн;ы зал ре ще иной зоны в; jyiate риала х иrkfйвн дй области 1 с изменением тёмЬёратуры/нр и изменение ширина сверхпррводнйкоЬых энергетических щелей ВТСП слоев 8 и 9 (материалы ВТСП слоев 8 и 9 могут быть одинаковыми и разными по своим критическим: То. Но, io. VQ , РО и др.). Таким образом, измен   температуру активной области и ВТСП слоев с помощью 10 при включении 11 можно в широком диапазоне перестраивать спектр излучени , волнОводные свойства активной области 1 лазера.Light quanta h vmn 2A coming from the radiation control device 11 on the HTSC layers 8 and 9 destroy Cooper pairs and create photovasiparticles in superconducting layers 8 and 9, which leads to a higher tunneling quasiparticle photocurrent to the active region 1 of the laser. The magnitude of the energy gap (2 can be controlled by external: magnetic field, pressure, current, temperature, and other methods. The contribution to the phototek from the 6ТС 8 layer (Fig. 2) is made only by positively charged photocasiparticles passing through the valence band сЛо-р -type to active region 1, a-bKNAaD into the photo library from the HTSC layer 9 is given only by photoquasiparticles passing through the zoome p idympr into the active one. The temporeturb 1.0 control unit provides о--ф ф ф ф г г м м,,,,,,,, м м м м м м м м м м м м м м м м м м м м м м м стр спектра спектра, управление управление управление управление спектра управление управление управление управление управление управление; ; just the active region (see FIG; 2nd; 3); Ust6yyt (radiation controls; 1 1: b eMyochet: contactless yoeryuhhhhhhhhhhhhhhh: p1K the laser bots from pbb: a; hnO |; b above, i.e. the influence of Quentions (on s / | 0: 8 and 9 to the Ur Urbase mode: ga; G1r; - radio engineering, No. 5, C.; 1§-21, when fifths ;, radiation on layer 8 and 9 ot jst kag. i l-fte / the photocontainer is also supplied (active area: 1 laser efcy tisyeVr Tp provides its own output (1 laser, its own frequency and frequency). In addition, from FIGS. 2 and 3 enter: that when the temperature changes from: 0 to Ta, the form of the potential s changes, because not only something happens: because of the shirin; you are more likely to have another zone in; jyiate rial and rkfyvn dy area 1 with a change in temperature / nr and change in the width of the superconducting energy gaps of the HTSC layers 8 and 9 (the materials of the HTSC layers 8 and 9 can be the same and different in their critical values: That. But, io. V Q, PO, etc.) Thus, by changing the temperature of the active region and HTSC layers with 10 when 11 is turned on, it is possible to reconstruct the radiation spectrum, waves, and water properties of the active region 1 of the laser.

00

00

55

00

55

00

55

00

55

осуществл ть бесконтактное управление фототоком (hv 2 Д(Т)), режимом генерации излучени , переключать режимы работы лазера от спектра излучени  при наличии перестройки щели ( (Т, Н, Р,I.V JJ ВТСП слоев к спектру излучени  без перестройки щели. . / :-: .... . . .: :. : ;. . ; . Аналогично бесконтактное переключе- ййе можно осуществл ть включа  дополнительно к 11 и устройство управлени  внёишим магнитным полем 12, измен ющем ширину сверхпроводниковой энергетической щели, форму потенциальной  мы. дискретный энергетический рабочий спектр, спектр излучени  лазера, переключение от режима при котором ВТСП слои обеспечивают фототек (при 1 Д (Н)) до ; режима, при котором фртотока нет (Н Но). . Аналогично .бесконтактное переключение моШо осу1Дёствл ть включа  дополнительно к; устройютйам;:-1 6 ; 1,1, 12 и устройство ;V упр авЛёйий током С В ВТСП сло х 13. При тЬка/;1 через проводник ширина :- Тщё й йзмен етс  (h v 2 A(i)j, а следоватёль-; ::: С нр йёнйётс  форма  мы, дискретный энер1- ёт;й:Ч:ёск лйi;спШтгрЧ- спектр излучени  ,.Х ла зёр а пёрёключаётс  режим работы лазе - ,;ipaclio wpS cl waiiaspH ;пёр;ёет0рйкй v спектру йзлучёмй ,.. Айа лоТичн ыё :фуйкцйи с вь(г Ьлн ё;т и устр;ойетео улрйв :ниё;К1 I4.(:h- nil 2:;(Р)). toH kyio йастрОйку -ч- спектра йзЛучёнйЙ пр р1/1звЬ дйть так лО..: вi пр:д отйпё- путём ггодачи напр - ; жё нй  на4управл  йщшэлектроды 4;й5; v . ;:.;. |В:.:к йёсТве Йат;ё й;аЛОЁ1 дл  слоев :с.вЫ; ;,.. соK-oteMh epefу| йо1й/с ёрхпройбдймостью 8; и 9 мр гут ;6bi;fb выбраны; .например, SlPJiSrGaiCuO (То: 110 К) или В1ЈаСгСиО (То ; .Щ. а;в;1 а;мёс 1 йат р йалев дл  с;лрё :: aktWйFiQй рбласгй: могут быть выбраны твер- д ы-е; еТ в р j5;bf:;e:M с f ;ё мы Р b х S ri i - х t e, п рй со6л1й ;д ё й:;й ;й...-: ус л р вй , что их v E/iPbSriTe ;2ДзтСп ;Это условие реализуетс , -f:( например, в интервале температур 0 Т То, , - ё0лй;Вактйв;йой;рбл стй слой Хвь Нолнен из : РЬолбЗпо. или из PbQ,42Snq.58Te и др. Дл  ykgsaH Hbix материалов ВТСП слоев 8 и 9 7с К пригодны в качестве материа- ;. ловСлЬёв активной области твёрдые растворы с Хв:й;йтёрваЛё: 0,33 х 0,42, :,. Предлагаемый Лазер можно использовать в квантрйой эЛектронике; метрологии, информационной, вычислительной технике и др, област м народного хоз йства.carry out contactless control of the photocurrent (hv 2 D (T)), the radiation generation mode, switch the laser operating modes from the radiation spectrum in the presence of a restructuring of the slit ((T, H, P, IV JJ HTSC layers to the radiation spectrum without restructuring the slit. / : -: .......::.:;..;. Similarly, non-contact switching can be carried out by including, in addition to 11, an external magnetic field control device 12, which changes the width of the superconducting energy gap, the shape of the potential we. discrete energy working spectrum, emission spectrum laser, switching from the mode in which the HTSC layers provide a photocurrent (at 1 D (H)) to; the mode in which there is no current flow (N But). Similarly, non-contact switching can be done in addition to; devices;: - 1 6 ; 1,1, 12 and the device; V is controlled by the current from V to HTSC layers 13. For b /; 1 through the conductor, the width: - Other uses (hv 2 A (i) j, and the follower;; ::: With the current form, we have a discrete energy; st: H: black, black, ctrhr emission spectrum, .X laser and lazer operating mode -,; ipaclio wpS cl waiiaspH; first; blackout v spectrum irradiating, .. and LOTIC: fuiktsyi b (gln; t and ustr; oyeteo ulrjv: niy; K1 I4. (: h-nil 2:; (P)). toH kyio yastroiku -h- spectrum yzLuchennyY pr p1 / 1zv dyt so lo ..: bi pr: d otypё- by the year of eg -; female on 4 control electrodes 4; 5; v. ;:.;. | B:.: To yosTve Yat; yy; alOE1 for layers: sv; ;, .. coK-oteMh epefу | yo1y / with ruhpromydm 8; and 9 mpgut; 6bi; fb selected; .for example, SlPJiSrGaiCuO (To: 110 K) or B1ЈaСгСиО (То;. Щ. а; в; 1 а; 1 month; for 1; for:; aktWйFiQ; in p j5; bf:; e: M with f; ё we P b x S ri i - x te, р со 6 6 л 1 й; д д й:;; й; E / iPbSriTe; 2ДзтСп; This condition is fulfilled, -f :( for example, in the temperature range 0 T To, - - o0l; Vaktv; uy; rblst layer Xbn; For ykgsaH Hbix materials, high-temperature superconductors of layers 8 and 9 7s K are suitable as materials; third electronic; metrology, information, computer engineering, etc., areas of national economy.

Claims (1)

Формула изобретени  Полупроводниковый лазер с квантово- размерным эффектом, включающий активную область, управл ющие электроды,SUMMARY OF THE INVENTION A semiconductor laser with a quantum size effect, including an active region, control electrodes, отделенные от активной области изолирующими сло ми, широкозонные полупроводниковые слои р- и п-тйпа, прилегающие к торцам активной области устройства управлени  температурой; магнитным полем, током излучением, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью расширений диапазона перестройки спектра излучени , на широкозон- ныё полупроводниковые слои р- и п-тйпа нанесены из материалов с высокотемпературной сйрхпро&бДймост, причемseparated from the active region by insulating layers, wide-gap p- and p-type semiconductor layers adjacent to the ends of the active region of the temperature control device; magnetic field, current radiation, and the fact that, in order to expand the range of tuning of the radiation spectrum, p-type and p-type semiconductor layers are deposited from materials with high-temperature Sirpro & moreover ширина запрещенных зон материала сло  активной области не превышает удвоенного значени  ширины сверхпроводниковой .энергетической щели материалов слоев с высокотемпературной сверхпроводимостью при температуреГТ То, где То - критическа  температура материалов слоев с высокотемпературной сверхпроводимостью , Т -температура шйрокозонных полупроводниковых слоев.the bandgaps of the material of the active-layer layer do not exceed twice the width of the superconducting energy gap of the materials of the layers with high-temperature superconductivity at the temperature Tg, where T0 is the critical temperature of the materials of the layers with high-temperature superconductivity, T is the temperature of the wide-gap semiconductor layers.
SU914927080A 1991-04-11 1991-04-11 Semiconductor laser quantum-dimensional effect RU1806434C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914927080A RU1806434C (en) 1991-04-11 1991-04-11 Semiconductor laser quantum-dimensional effect

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914927080A RU1806434C (en) 1991-04-11 1991-04-11 Semiconductor laser quantum-dimensional effect

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1806434C true RU1806434C (en) 1993-03-30

Family

ID=21569519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914927080A RU1806434C (en) 1991-04-11 1991-04-11 Semiconductor laser quantum-dimensional effect

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1806434C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ямэнищи Масамиси и др. Квантово-ме- ханический размерный эффект модул ции источника света - новый полупроводниковый лазер на эффекте пол или светоизлуча- ющее устройство.- Квантова радиотехника, 1984, N; 5. с. 16-21. Авторское свидетельство СССР № 1435119, к.л. Н 01 S3/18, 1988. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4503447A (en) Multi-dimensional quantum well device
US8633472B2 (en) Tunable terahertz radiation source
Matsumoto et al. A new narrow band of highly correlated electrons in oxide superconductors
Matters et al. Influence of controlled quantum-mechanical charge and phase fluctuations on Josephson tunneling
RU1806434C (en) Semiconductor laser quantum-dimensional effect
US5012302A (en) Enhanced conductivity quantum well having resonant charge coupling
US4181902A (en) Fluxon oscillators utilizing a ring shaped Josephson junction
Pedersen Fluxon electronic devices
US6344659B1 (en) Superconducting transistor arrangement and a method relating thereto
US3947681A (en) Electron tunneling device
Rittenhouse et al. Fabry-Perot interference peaks in the critical current for ballistic superconductor-normal-metal-superconductor Josephson junctions
US5016064A (en) Quantom well structure having enhanced conductivity
USRE29578E (en) Electron tunneling device
Larsson Conductivity in Cuprates Arises from Two Different Sources: One-Electron Exchange and Disproportionation
Ono et al. Optimum characteristics of high temperature Josephson junctions for “lumped” array applications,”
Ohta et al. Microwave and millimeter-wave mixers using negative differential resistance due to Andreev reflection in superconducting weak links
JP2986819B2 (en) Superconducting device
US5606175A (en) Multiple quantum well device
Lafarge et al. Charge representation of a small two-dimensional Josephson-junction array in the quantum regime
Lee et al. Behavior of high-Tc Y1Ba2Cu3Oy superconducting bridges in a microwave field
CA2048392C (en) Superconductive optoelectronic devices with the basic substance bi2o3 ofsuperconductive-conjugate photoconductivity
Goldobin Flux-flow oscillators and phenomenon of Cherenkov radiation from fast moving fluxons
JP3612730B2 (en) Quantum functional device
相島亜洲雄 Optically Controlled n-InP Distributed Phase Shifter
Larsson Conductivity Properties of Perovskite Nickelates and Cuprates Depend on the Oxidation States of the Metal Ions