Elektron delik plazmasının Yüksek yoğunluklu yarı iletken Lazerlerde Rolü
Giriş Giriş Giriş
Yüksek yoğunluklu yarı iletken lazerler, geniş bir modern teknoloji yelpazesinde vazgeçilmez hale geldi, yüksek hızlı fiber optik iletişim için motor olarak hizmet ediyor, endüstriyel kesim ve kaynak için hassas araç ve lazerler için gelişmiş tıbbi tedavi ve tanılar için ışık kaynağı.Bu efekt, kontrollü enerji sistemlerinde kullanılan güçlü kızılötesi dizilere göre, bu cihazların operasyonel kalbi, elektron- delik plazması olarak bilinen şarj edici bir dizi.Bu plazma kaynağı.
Elektron-Hole Plazma'nın yarı iletkenleri
Band Structure ve Carrier Enjeksiyon
Saf yarı iletken kristalde, elektronlar yasak bir boşlukla ayrılmış iyi tanımlanmış enerji grupları işgal ediyor. En yüksek işgal grubu, bir p-n bandında (elektrikli) veya daha yüksek enerji fotosları ile malzemeyi baskın hale getirmek için (al pompalama) Bu, elektronları dışlama bandında veya diğer bir şarj edici delikle birlikte terk ederek, potansiyel bir boşlukla birlikte veya diğer potansiyel boşluklarla etkileşime sokarak elde ediyor.
Yüksek çözünürlüklü bir plazmaya geçiş
Düşük:10 enjeksiyonları, elektronlar ve delikler klasik, ideal gaz olarak hareket eder.[Dönetici:Dörtücük)[Dörtücükler, yüksek çözünürlükte bulunanlar için yüksek çözünürlüktedir.[Dörtücükler için)[Dörtüncü dereceler (Dördüşükümlü)[Dörtücükler için kullanılan yüksek çözünürlüktedir.
Plazma'da birçok-Body Kuantum Etkileri
Bu tür yüksek yoğunluklarda, taşıyıcılar arasındaki Coulomb etkileşimi artık küçük bir perturbasyon olarak tedavi edilemez. Bu etkileşimler, aktif bölgenin optik ve elektronik özelliklerini temel olarak değiştiren birçok etki paketine yükselmektedir.
- [Bandgap Renormalizasyon (BGR): ), Yoğun elektron ve delik gazı arasındaki değişim ve korelasyon etkileşimleri, belirli bir taşıyıcı yoğunluğu için gerekli olan enerjiyi etkin bir şekilde azaltmaktadır.Bu birçok kişi etkisi, emisyon spektrumunu on iki başıma değiştirebilir, cihaz tasarımında dikkate alınması gereken önemli bir değişikliktir.
- [FONT:0]Coulomb Ekranlama: [Dönetici: [Dönetici: 0,2] Yoğun ücretsiz taşıyıcılar, düşük enerjilerde uzun vadeli Coulomb potansiyellerini yıkayarak, yüksek taşıyıcılara yollayabilirler.
- [FONT:0)Gain Spectrum Formasyon: [Dönetici: [Dönetici:0]Gain Spectrum Formasyon:[Dönetici: 0,8|Dönetici], kümesünün ortak yoğunluğuna doğrudan bir haritadır, bir Lorentzian'ın devlet tarafından genişletildiği ve çatıdaki artış, yüksek enerjilere geçiş yapmak için elde edilen bir fenomendir.
Optik Lig Spectrum'u Şaping
Spontaneous Emission to Stimated Emission
Elektro- delik plazması hem spontan emisyon kaynağı, ki bu da ışık-bölgesel diyotlar için temelleri oluşturur ve lazer aktivitesini teşvik eder ve bu kazanım katını sağlar.Bu kazanç katsanının lazerle etkileşimi ve mevcut dalgalama ve işletim dalgalandırmak için gereklidir.
Kombinasyon ve doğrusal olmayanlıklar
Lazer boşluğunun yüksek foton dezenfektelerinde, uyarlanmış rekombinasyon oranı, taşıyıcı plazmayı doğrudan enjeksiyon yoluyla tamamlayabildiğinden daha hızlı bir şekilde azaltılabilir.Bu, kanal dışı olmayan bir şekilde azaltılabilir.Bu, yüksek çözünürlükte bir lazerin ortaya çıkmasıyla sık sık sık sık sık sık modellenir.
- [[Düzücüksel Geliş Faktörü (α): ), Aktif bölgenin kazanç ve refraktif indeksi ile bağlantı kurmanın anahtarı. Taşıyıcı yoğunluktaki floreasyonlar her iki kazançta (intensity) ve reraktif indeks (faz) değişikliklere yol açar.
Performans Sınırları ve Termal Dinamik
Threshold Conundrum ve Auger Recombinasyon
Karşılaştırmalı akım yoğunluğu, plazma tarafından tam olarak tüm optik kayıplar için telafi edilen noktadır. Daha düşük bir eşleme, verimlilik ve termal yönetim için evrensel olarak arzu edilir. Bu işlem eşiği azaltmak için birincil engel, bir elektron ve delik rekombinasyonu içerir, ancak bir rol yerine, yüksek çözünürlükte bir elektron veya ısıtımı yapan bir motordur.
Termal Yönetim ve Catastrophic Optik Ayna Hasar (COMD)
Joule ısıtma ve non-radiative recombinasyon tarafından üretilen atık ısı, aktif bölgenin sıcaklığını arttırır. Bu, negatif etkilerin bir cascadesi vardır: yüksek enerjilerdeki taşıyıcı nüfusunu artırır (kazanan spektrumu azaltır), en yüksek kazancı azaltır ve eşin şu anki yoğunluğu artırır.
Yüksek güç lazerlerindeki en dramatik başarısızlık modlarından biri, malzemenin bandgapını azaltır ([D) Lazerdeki sönüme, yüzey durumlarının yüksek orandan daha fazla ısınır, kontrollü bir ısınır, tam anlamıyla yarı iletken olmayan yüzsüz devretme dönüşür.
Malzeme Bilimi ve Plazma Kontrol Mühendisliği
Kuantum Wells ve Ayrı Koninment Heteroyapılar (SCH)
Tek başına bir çift katlı yapıdan kuantum kuyularına geçiş, yarı iletken lazer tasarımında bir devrim temsil eder.Bir katmanı sadece birkaç nanometreye kadar, devletlerin yoğunluğu bir adım gibi bir işlevden değiştirilebilir.Bu sınırlılık, mevcut olan bölgenin verimliliğini artırmak için gereken taşıyıcı sayısını dramatik bir şekilde azaltır.
Alüminyum Gallium Nide (AlGaN) Challenge
Gallium Ga Nide (GaN) temelli lazerler, ki bu romalet, mavi ve yeşil dalgalar, projektörler için gereklidir ve LiDAR sistemleri ortaya çıkarır. Bu malzemeler plazma yönetimi için eşsiz bir meydan okuma sunar.Bu efekt, yüksek çözünürlükte bulunan ve enjeksiyon tabakalarının yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte kullanılması zorlanır.
Future rotası ve Gelişen Teknolojiler
Kuantum Dots ve Nanoyapılarla Kontrollü Plazma
Boyutluluktaki nihai azalma, tek bir dozlu enerjide kazanılabilir, ultra-düşük eşiğine, ideal bir kuantum dot, devletlerin yoğunluğu, tek bir dotın tek bir lazerin tek bir tabakada kazanabileceği anlamına gelir.Kuantum dot lazerler, alt tabaka ve yüksek sıcaklık stabilitesi ile ilgili vaatler ile yönetilir.
Exciton-Polariton Lazerler ve Perovskites
Gelişen araştırma, yüksek çözünürlükte elektron delik plazmasının çok gerekliliğini meydan okumaktadır. Exciton-polariton lazerler veya kutuplu koherentler, elektronik sistemde gerçek bir nüfus için ihtiyaç duymadan, e-posta yoluyla, doğru koşullarda, bu karma ışık-parçacıklı pirincin kaynakları oluşturabilir.
Benzer şekilde, perovskites'in metal-halideleri çözüm işlemeli lazerler için büyüleyici bir yeni platform olarak ortaya çıktı. Bu malzemeler eşsiz bir karışık elektronik-nik taşımayı ve yüksek bir kusur-toz grubu yapısını anlamak, perovskites'deki heyecan verici devletin doğası sıcak bir şekilde tartışıldı, serbest elektron- deliği bir plazmadan bir gaza kadar.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Elektron delik plazması, karmaşık bir lazerte taşıyıcı koleksiyonundan çok daha fazlasıdır; bu karmaşık, etkileşimli, eşitsizlik olmayan, atomik komplekslerin bu plazma durumu üzerinde temel olarak büyüyen ustalık hikayesidir.Performasyonda her bir yüksek efficiliğe, daha geniş bantlı kanallara kadar olan yüksek efficiliğe, daha genişleyen yüksek yoğunluklara, yüksek çözünürlüklere göre, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte olan bir hikayedir.