بهینه سازی بهره اپتیکی در لایه های نازک دیودهای لیزری چاه کوانتومی

دیودهای پیشرفته لیزری از یک لایه نازک بلوری دوبعدی در حدود ۱۰ نانومتر ساخته می شود. بهره اپتیکی در لایه های نازک برای تقویت نور خارج شده، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. لایه های نازک بلوری دوبعدی باعث تغییراتی در نوارهای انرژی رسایش و ظرفیت در مقایسه با بلورهای سه بعدی می شود که نتیجه آن افزایش نرخ باز ترکیب الکترون و حفره در لایه های نازک است. سطوح انرژی زیر نوارهای تشکیل شده در نوارها با معادله ویژه ای محاسبه می شود. بر همین اساس جرم های موثر الکترون و حفره نیز در زیر نوارهای انرژی مشخص خواهد شد. معادله ویژه ای بر اساس روشهای عددی همچون روش نیوتن ساخته شده است. ساختار دیودی که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته است از یک لایه نازک بلوری GaAs به ضخامت ۷.۵ تا ۸.۵ نانومتر که بین دو لایه AlGaAs که دارای سد پتانسیلی بیشتر از GaAs است در نظر گرفته شده است. محاسبات مربوط به تغییر میزان درصد آلومینیوم از ۱۵ تا ۴۵ انجام و نمودار آنها رسم شده اند. نتایج حاصل نشان می دهد که همراه تغییرات در درصد آلومینیوم میبایستی ضخامت لایه های نازک نیز بهینه سازی شود که در این کار پژوهشی ضخامت لایه نازک برابر با ۸.۵ نانومتر و درصد آلومینیوم در لایه نازک AlGaAs برابر ۲۵ درصد بر اساس مدل بندی محاسبه شده است.

کلیدواژه ها:

nanometer size ، Quantum Well (QW) Diode Lasers ، quasi-fermi levels ، energy subbands ، optical gain. ، نانومتری ، دیود لیزری چاه کوانتومی ، سطوح شبه فرمی ، زیر نوارهای انرژی ، بهره اپتیکی