Оптична поляризаційна анізотропія, внутрішній ефект Штарка квантового конфайнменту і вплив кулонівських ефектів на лазерні характеристики [0001]-орієнтованих GaN/Al0,3Ga0,7N квантових ям

Abstract

У цій статті представлено теоретичне дослідження просторово розділених електронних і діркових розподілів, яке відображається у самоузгодженому розв'язанні рівнянь Шредінгера для електронів та дірок і рівняння Пуассона. Результати проілюстровано дляGaN/Al0,3Ga0,7N квантової ями. Спектр оптичного підсилення в [0001]-орієнтованої GaN/Al0,3Ga0,7N квантової ями обчислено в ультрафіолетовій області. Знайдено, що як матричні елементи оптичних переходів з важкої діркової підзони в зону провідності, так і спектр оптичного підсилення мають строго x (або y) поляризацію світла. Показано вплив конфайнменту хвильових функцій на оптичне підсилення, яке неявно залежить від вбудованого електричного поля, що обчислене і дорівнює 2,3 MВ/cм. Якщо структури з вузькою шириною ями проявляють звичайну залежність розвитку максимуму підсилення світла майже без зміщення спектральної області, то значного голубого зміщення максимуму підсилення зі зростанням густини плазми набувають структури зі значною шириною квантової ями. Це голубе зміщення відносять до взаємодії між екрануючим п'єзоелектричним полем, створеним деформацією і зонною структурою. Велике зоммерфельдівське або кулонівське підсилення присутнє у квантовій ямі.