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Semiconductors
Erschienen in: Semiconductors 11/2018

01.11.2018 | XXII INTERNATIONAL SYMPOSIUM “NANOPHYSICS AND NANOELECTRONICS”, NIZHNY NOVGOROD, MARCH 12–15, 2018

Temperature Dependences of the Threshold Current and Output Power of a Quantum-Cascade Laser Emitting at 3.3 THz

verfasst von: R. A. Khabibullin, N. V. Shchavruk, D. S. Ponomarev, D. V. Ushakov, A. A. Afonenko, I. S. Vasil’evskii, A. A. Zaycev, A. I. Danilov, O. Yu. Volkov, V. V. Pavlovskiy, K. V. Maremyanin, V. I. Gavrilenko

Erschienen in: Semiconductors | Ausgabe 11/2018

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Abstract

The active region of a THz (terahertz) quantum-cascade laser based on three tunnel-coupled GaAs/Al0.15Ga0.85As quantum wells with a resonance-phonon depopulation scheme is designed. Energy levels, matrix elements of dipole transitions, and gain spectra are calculated as functions of the applied electric-field strength F and temperature. It is shown that the maximum gain is implemented at a frequency of 3.37 THz and F = 12.3 kV/cm. Based on the proposed design, a quantum-cascade laser emitting at ~3.3 THz with a double metal waveguide and Tmax ~ 84 K is fabricated. The activation energy Ea = 23 meV for longitudinal-optical (LO) phonon emission upon the stimulated recombination of hot electrons from the upper laser level to the lower one is determined from the Arrhenius temperature dependence of the output power.
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Metadaten
Titel
Temperature Dependences of the Threshold Current and Output Power of a Quantum-Cascade Laser Emitting at 3.3 THz
verfasst von
R. A. Khabibullin
N. V. Shchavruk
D. S. Ponomarev
D. V. Ushakov
A. A. Afonenko
I. S. Vasil’evskii
A. A. Zaycev
A. I. Danilov
O. Yu. Volkov
V. V. Pavlovskiy
K. V. Maremyanin
V. I. Gavrilenko
Publikationsdatum
01.11.2018
Verlag
Pleiades Publishing
Erschienen in
Semiconductors / Ausgabe 11/2018
Print ISSN: 1063-7826
Elektronische ISSN: 1090-6479
DOI
https://doi.org/10.1134/S1063782618110118

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