Регистрация / Вход
Прислать материал

Создание новых лазерных сред на основе AlGaN гетероструктур, активированных дефектами; исследование их люминесцентных и генерационных свойств и разработка лазерных систем на этой основе сине-зеленого спектрального диапазона

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
полупроводниковый лазер, гетероструктуры, algan, структурные дефекты, люминесценция, стимулированное излучение

Цель проекта:
Данный проект направлен на решение фундаментальной проблемы лазерно-информационных технологий, оптики и квантовой электроники, а именно, поиск и исследование новых твердотельных лазерных сред и способов их возбуждения для создания мощных, эффективных и стабильных во времени твердотельных источников лазерного излучения сине-зеленого диапазона спектра. Целью проекта является исследование люминесцентных и генерационных свойств активных сред на основе AlGaN гетероструктур с дефектами при различных методах возбуждения (электронно-пучковое, оптическое) применительно к созданию на этой основе светоизлучающих структур для источников излучения когерентной и некогерентной природы, в том числе, с широкой полосой излучения в единичном излучающем элементе.

Основные планируемые результаты проекта:
- разработка МЛЭ технологии роста AlGaN/AlN гетероструктур с люминесцирующими дефектами;
- определение дефектов, отвечающих за излучение от сине-зеленого до ближней инфракрасной области спектра;
- определение энергетического спектра и механизмов возбуждения дефектов при различных способах накачки;
- выяснение механизмов рекомбинации неравновесных носителей заряда через уровни дефектов;
- исследование оптимальных условий возбуждения дефектов в AlGaN/AlN гетероструктурах;
- разработка устройств и исследование физико-технических особенностей генерации низкоэнергетичных интенсивных электронных пучков в газах для создания генераторов наносекундных и субнаносекундных электронных пучков;
- исследование люминесцентных и генерационных свойств AlGaN/AlN гетероструктур при возбуждении электронными пучками;
- исследование люминесцентных и генерационных свойствх AlGaN/AlN гетероструктур при оптическом возбуждении;
- определение конструкции и условий роста AlGaN/AlN гетероструктур с максимальной эффективностью генерации сине-зеленого излучения;
- исследование лазерных генерационных характеристик (спектральные, энергетические, эффективность) источников с активными средами на основе AlGaN/GaN гетероструктур;

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Предлагается впервые в мире изучить возможность создания сине-зеленого полупроводникового излучателя на основе AlGaN:Si структур, которые востребованы в системах передачи и отображения информации, телекоммуникации, фотодинамической терапии, в устройствах энергосберегающего освещения на светодиодной основе, в научных исследованиях в качестве лазерных источников и широкополосных источников перестраиваемого по длине волны излучения.
Научно-исследовательская работа, проводимая в рамках предлагаемого проекта, является интеграцией нескольких самостоятельных исследований. Во-первых, это исследование синтеза AlGaN/AlN структур с новыми свойствами, во-вторых, исследование способов энергетического воздействия на полупроводниковые структуры, в частности методов эффективной генерации импульсных низкоэнергетичных интенсивных электронных пучков и, в-третьих, это изучение люминесцентных, генерационных и лазерных свойств AlGaN/AlN структур с дефектами.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Результаты, полученные при данных исследованиях помимо интегральной значимости и применимости в промышленности в реальном секторе экономики, имеют и самостоятельное значение с далеко идущими перспективами:
- Гетероструктуры AlGaN являются основой новых видов фотоприемников, электрооптических переключателей на ультрафиолетовый, видимый и инфракрасный спектральные диапазоны;
- Результаты данной НИР могут быть использованы при совершенствовании технологии получения УФ фотоприемных устройств. Активный интерес к УФ фотоприемным устройствам (ФПУ) определяются их способностью регистрировать УФ излучение различных источников при сильном солнечном фоне.
- GaN/AlGaN короткопериодные сверхрешетки имеют перспективу использования при разработке гетероструктур с двумерным электронным газом для мощных СВЧ транзисторов.

Текущие результаты проекта:
1.1 Проведен аналитический обзор информационных источников, включающий в себя анализ современной научно-технической литературы;
1.2 Определены проблем синтеза AlGaN/AlN структур с дефектами;
1.3 Обоснованы и выбраны методы, средства синтеза и диагностика параметров AlGaN/AlN структур с дефектами;
1.4 Определены требования к источникам возбуждения AlGaN/AlN структур – электронным пучкам и принципы их генерации применительно к разработке устройств, адаптированных для возбуждения полупроводниковых структур;
1.5 Приведена сравнительная оценка возможных вариантов построения источников электронных пучков, адаптированных для возбуждения полупроводниковых структур
1.6 Разработана методика измерения фотолюминесцентных свойств полупроводниковых структур;
1.7 Разработана методика определения концентрации и подвижности электронов с помощью эффекта Холла;
1.8 Разработана методика анализа поверхности с помощью атомно-силового микроскопа;
1.9 Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96.