奥杰抑制型 HgCdTe 量子阱中远红外激光的基本极限
介观与纳米尺度物理
2019-08-12 v1
摘要
用半导体激光器弥合太赫兹鸿沟的挑战面临着一个不可避免的问题：随着光子能量的降低，非辐射奥杰复合增强。我们表明，这一问题在汞镉碲量子阱（HgCdTe QWs）中可得到缓解，其中由于准相对论性电子-空穴色散的形成，奥杰过程受到抑制，该色散对复合载流子施加了强烈的能量-动量限制。这种色散是在量子阱两个界面处的拓扑态相互作用下形成的。我们通过建立复合、吸收和增益的微观理论，定量表征了 HgCdTe 量子阱的激光特性，并展示了在液氮温度下实现低至约 50 m 激光的可行性，其阈值电流比现有激光器低两个数量级。我们的发现与近期关于 HgCdTe 量子阱受激远红外发射的实验数据相符，并指明了实现最大可能激光波长的方向。
引用
@article{arxiv.1908.03496,
title = {Fundamental limits to far-infrared lasing in Auger-suppressed HgCdTe quantum wells},
author = {Georgy Alymov and Vladimir Rumyantsev and Sergey Morozov and Vladimir Gavrilenko and Vladimir Aleshkin and Dmitry Svintsov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.03496},
year = {2019}
}