Wyniki 1-5 spośród 5 dla zapytania: authorDesc:"Marcin Motyka"

Lasery pracujące w schemacie kaskadowym w kontekście zastosowania w szeroko przestrajalnych optoelektronicznych czujnikach gazów DOI:10.15199/ELE-2014-195


  Optoelektroniczna detekcja gazów stawia ogromne wymagania po stronie technologii wytwarzania wszystkich podzespołów projektowanych czujników, w szczególności dla źródeł laserowych. Ze względu na szeroki zakres absorpcji gazów w podczerwieni oraz potrzebę uzyskania wysokiej wykrywalności istnieje ogromne zapotrzebowanie na tanie, kompaktowe oraz szeroko przestrajalne widmowo źródła laserowe. Realizacja laserów na zakres średniej podczerwieni opiera sie na wykorzystaniu kilku schematów obszaru aktywnego. Istnieją lasery wykorzystujące schemat studni kwantowych I typu, które emitują w zakresie fal krótszych niż 4 [mikro]m [1] oraz lasery kaskadowe emitujące w zakresie fal nie krótszych niż 3 [mikro]m. W pracy tej zostaną zaprezentowane wyniki badań nad obszarami aktywnymi tzw. międzypasmowych laserów kaskadowych (ang. Interband Cascade Lasers (ICLs)) [2], wykorzystujące schemat studni kwantowych II typu, które potencjalnie mogą emitować w szerokim zakresie spektralnym [3], a w porównaniu do laserów kaskadowych wykazują niższe prądy progowe [4]. Niemniej jednak, przed laserami ICL jest wciąż wiele wyzwań, również po stronie zaprojektowania i optymalizacji samego obszaru aktywnego, zarówno ze względu na rozszerzenie zakresu pracy takich laserów do fal dłuższych, poza okno 3-5 μm, ale także pod kątem ich szerokiej przestrajalności widmowej. Ta ostatnia jest nie do przecenienia we wszystkich tych zastosowaniach czujnikowych, w których jest konieczność równoczesnej detekcji wielu gazów występujących wspólnie, i absorbujących w zbliżonym zakresie. Dotyczy to np. węglowodorów występujących zwykle w mieszaninie co najmniej kilku, i ich współwystępowania z parą wodną albo dwutlenkiem węgla. Ponadto trzeba podkreślić, iż w przypadku laserów ICL, w zależności od zapotrzebowania, możliwe jest z jednej strony, otrzymanie szerokiego pasma wzmocnienia [5], wykorzystywanego do jednoczesnej detekcji wielu substancji, z drugiej strony, emisji [...]

Fourierowska spektroskopia fotoluminescencyjna i fotoodbiciowa struktur półprzewodnikowych przeznaczonych na zakres średniej i długofalowej podczerwieni


  W dzisiejszym świecie materiały półprzewodnikowe, czy też struktury niskowymiarowe wykonane z półprzewodników, takie jak np. studnie czy kropki kwantowe, są powszechnie wykorzystywane do konstrukcji urządzeń emitujących bądź wykrywających promieniowanie. Lasery i detektory znajdują powszechne zastosowania w różnych dziedzinach życia, na przykład w szeroko rozumianej optoelektronice towarzysząc w szybkiemu jej rozwojowi, ale też w ochronie środowiska do monitoringu i wykrywania wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń. Obecne przyrządy półprzewodnikowe to skomplikowane konstrukcje wykorzystujące z jednej strony właściwości materiałowe z drugiej mechanikę kwantową. Wytwarzanie takich urządzeń wymaga ścisłej współpracy między "technologią i charakteryzacją". W swej konstrukcji urządzenia te składają się z wielu cienkich warstw niejednokrotnie tworzonych z kombinacji różnych półprzewodników jak i różnych koncentracji nośników prądu. Procesy technologiczne takie jak epitaksja z wiązki molekularnej wymagają technik pomiarowych pozwalających na kontrolowanie wzrostu i składów wzrastanych struktur. Oprócz badań strukturalnych niezwykle istotną rolę odgrywają badania spektroskopowe pozwalające na badanie właściwości optycznych. Ponieważ docelowo struktury czy urządzenia takie mają emitować bądź wykrywać promieniowanie elektromagnetyczne istotne jest poznanie ich takich właściwości jak: struktura energetyczna poziomów w potencjale wiążącym, mechanizmy ucieczki nośników z obszarów aktywnych, energie przerw wzbronionych i wiele innych składających się na wydajność pracy przyrządów z nich konstruowanych. Do bardzo użytecznych w tym względzie metod badawczych należą pomiar fotoluminescencji (PL (ang. Photoluminescence), czy fotoodbicia PR (Photoreflectance). Pomiar fotoluminescencji pozwala na zbadanie właściwości emisyjnych badanych/wytwarzanych struktur, które polega na analizie maksimów fotoluminescencyjnych (ich energii, intensywności czy po[...]

Spektroskopia modulacyjna nanostruktur półprzewodnikowych w zakresie bliskiej i średniej podczerwieni

Czytaj za darmo! »

Grupa Optycznej Spektroskopii Nanostruktur (OSN) Instytutu Fizyki Politechniki Wrocławskiej ma szerokie doświadczenie w badaniu i charakteryzacji niskowymiarowych struktur półprzewodnikowych w szczególności przeznaczonych na zakres bliskiej i średniej podczerwieni. Przede wszystkim dotyczy to spektroskopii fotoodbiciowej (lub fototransmisyjnej) i bezkontaktowego elektroodbicia [1-5]. Metody te pozwalają wyznaczać widma optyczne dostarczające informacji o przejściach optycznych, analogicznie do widm absorpcji. Dzięki ich różniczkowemu charakterowi cechuje je jednak znacznie większa czułość, co pozwala na obserwację przejść z udziałem stanów wzbudzonych, w tym tych o bardzo niskiej intensywności jak np. przejścia nominalnie zabronione przez reguły wyboru. Takie podejście ekspery[...]

Optyczne właściwości supersieci GaAs/AlGaAs badane za pomocą spektroskopii modulacyjnej


  Ważnym źródłem promieniowania w zakresie średniej i dalekiej podczerwieni są lasery kaskadowe [1]. Wytwarzane są one często w oparciu o supersieci AlGaAs/GaAs [2, 3]. Znajdują zastosowanie w wielu dyscyplinach życia: w medycynie, spektroskopii czy detekcji szkodliwych gazów. Ze względu na skomplikowaną, wielomodułową budowę obszaru aktywnego lasery te wymagają bardzo dużej precyzji wykonania, w szczególności jeśli chodzi o grubości oraz składy poszczególnych warstw (barier oraz studni kwantowych) [4], jak również koncentracji nośników [5]. Ponadto z technologicznego punktu widzenia, niezbędne jest badanie powtarzalności procesu wytwarzania struktur. Spektroskopia modulacyjna [6-11] jest metodą pomiarową charakteryzującą się dużą czułością pozwalającą zdobywać informacje o przejściach optycznych, a w rezultacie o strukturze energetycznej badanych obiektów. W szczególności metoda ta w połączeniu z obliczeniami struktury pasmowej badanych próbek pozwala na wyznaczenie wielu istotnych parametrów struktur półprzewodnikowych, takich jak: przerwy energetyczne, masy nośników, nieciągłości pasm, grubości i składy warstw tworzących strukturę [12, 13]. Ponadto takie podejście pozwala np. na wyznaczenie wielkości wbudowanych pól elektrycznych [14], możliwość uzyskania informacji na temat położenia poziomu Fermiego w strukturze [15]. W badaniach do wyznaczenia optycznych właściwości supersieci GaAs/AlGaAs zastosowaliśmy jedną z metod spektroskopii modulacyjnej - fotoodbicie PR (ang. Photoreflectance). Badania wykonano dla serii próbek o różnej grubości warstw studni jak i warstw barier, celem potwierdzenia założonych w procesie wzrostu parametrów struktury. Ponadto wykonano serię pomiarów PR, które miały wykazać z jednej strony jednorodność badanych struktur w obszarze płytki epitaksjalnej, z drugiej strony powtarzalność procesów technologicznych. Eksperyment Supersieciowe struktury testowe wykonano z zastosowaniem technologii epitaks[...]

Zastosowanie technologii MOCVD w dziedzinie laserów antymonkowych z heterozłączem I-go rodzaju


  Heterozłaczowe lasery pólprzewodnikowe zakresu 1,9…3 μm ze strukturą wykonaną z antymonków są obecnie głównym rodzajem laserów pracujących w tym obszarze widmowym (rys. 1). Zapewniają tryb pracy ciągłej w temperaturze pokojowej oraz względnie wysokie moce. W przeciwieństwie jednak do większości laserów półprzewodnikowych technologia otrzymywania heterostruktur całkowicie zdominowana jest przez epitaksję z wiązek molekularnych (MBE), a technologia epitaksji ze związków metaloorganicznych (MOCVD) jest w tej dziedzinie prawie nieobecna. Obok szeregu przyczyn utrudniających zastosowanie MOCVD jak np. niskie temperatury topnienia, niepełna piroliza prekursorów, separacja faz czy brak możliwości zastosowania SbH3 jako prekursora antymonu występuje czynnik częściowo z nimi związany i prawie uniemożliwiający otrzymywanie warstw zawierających glin o jakości odpowiedniej do zastosowania w laserach. Czynnik ten ma postać silnego zanieczyszczenia węglem oraz tlenem i prowadzi do występowania wysokiej nieintencjonalnej koncentracji dziurowej [1-3]. Niezamierzona koncentracja typu p w warstwach zawierających więcej niż 60% atomów glinu wśród atomów grupy III przekracza zwykle 2E18 cm-3. Następstwem tych problemów jest prawie całkowity brak doniesień o laserach na GaSb wykonanych przy zastosowaniu MOCVD oraz brak jakiejkolwiek komercjalizacji tej technologii. W jedynym opublikowanym dotychczas przypadku [1] przyrządu o strukturze podobnej do przedstawionej na rys. 1 parametry lasera znacznie odbiegały od parametrów uzyskiwanych w przypadku stosowania MBE i nie przedstawiono trybu pracy ciągłej. Z drugiej strony technologia MOCVD odpowiada znacznie mniej wymagającemu zakresowi ciśnień i pojedynczy proces jest krótszy. W ogólności związana jest z mniejszymi kosztami oraz - jeśli jest już opracowana - z łatwiejszą komercjalizacją. Technologie MBE i MOCVD odpowiadają także różnym warunkom termodynamicznym, w związku z czym zdarza się[...]

 Strona 1