Полупроводниковые излучатели на квантовых точках.

Содержание

Введение 3
1. Классификация квантовых точек 5
2. Излучатели на квантовых точках 10
3. Применение. Дисплеи (светодиоды), лазеры на квантовых точках 14
Вывод 17
Список использованных источников 19

Введение

Исследования в сфере мезоскопической квантовой оптики можно от-нести к самым актуальным задачам современной физики, поскольку они открывают новые грани в исследовании эффектов квантовой электродина-мики, в разработке неклассических сверхминиатюрных излучателей для квантовых информационных систем, а именно: излучателей пар ” запутан-ных“ фотонов (ИПЗФ) и излучателей одиночных фотонов (ИОФ).
Поэтому тема данной работы актуальна.
Приборную реализацию эффективных излучателей одиночных фото-нов следует отнести к самым сложным задачам нанотехнологий. Для ее выполнения нужно:
1) локализовать квантовую систему,
2) эффективно накачать ее,
3) эффективно собрать излучение.
Все перечисленные выше проблемы можно разрешить при использо-вании современных полупроводниковых технологий, которые позволяют интегрировать одиночную полупроводниковую квантовую точку (КТ) в полупроводниковый микрорезонатор. Неоспоримым преимуществом по-лупроводниковых ИОФ является возможность токовой накачки КТ, что позволяет разрабатывать полностью твердотельные излучатели в виде ми-ниатюрных светоизлучающих диодов.
В последнее время направления исследований в данной сфере сосре-доточены на поисках оптимальных технологий позиционирования и полу-чения квантовых точек, на разработке самых эффективных методов накач-ки полупроводниковых квантовых точек, на разработке конструкции мик-рорезонатора, который обеспечивает наибольшую внешнюю квантовую эффективность и наименьшую расходимость излучения.
Цель данной работы состоит в изучении полупроводниковых излу-чателей на квантовых точках.
В соответствии с поставленной целью необходимо решить следую-щие задачи:
рассмотреть классификацию квантовых точек;
охарактеризовать излучатели на квантовых точках;
проанализировать область применения квантовых точек.

Вывод

Таким образом, можно подвести следующие итоги.
В настоящее время насчитывается множество различных областей, в которых нашли применение полупроводниковые материалы. И одной из сфер применения их является изготовление тонких пленок для различных приборов и оборудования.
Интерес к арсениду индия как к полупроводниковому излучателю и твердым растворам на его основе обусловлен широким применением этих материалах в изделиях электронной и оптоэлектронной техники. Приборы на основе InAs работают в инфракрасной части спектрального диапазона (2,7-6 мкм) [8].
Эпитаксиальные структуры на основе гетеросистемы InAs/InSb, со-держащие в настоящее время рассматриваются как перспективная основа для создания компактных инжекционных лазеров среднего ИК-диапазона [9]. Такие излучатели востребованы в медицинской технике, в лазерной спектроскопии газовых сред, используемой для промышленного контроля, а также в специальных системах связи [1].
Фотодиоды с активной областью из InAs находят применения в диа-пазоне длин волн 3-5 мкм и имеют множество применений, включая пиро-метрию, газовый анализ, экологический мониторинг, ИК спектроскопию. Фотодиоды на арсениде индия обладают прекрасной обнаружительной способностью (5-8•1011 см•Гц0,5•Вт-1 при Т 150 К.
Также InAs используется для создания датчиков эффекта Холла, сверхвысокочастотных транзисторов, светодиодов, датчиков магнитного поля, для создания массивов квантовых точек.
Полупроводниковые материалы как особенный класс веществ из-вестны были еще с конца 19-го столетия, однако лишь развитие теории твердого тела дало возможность понять их особенность. Полупроводни-ками называют вещества, обладающие электронной проводимостью, зани-мающей промежуточное положение между изоляторами и металлами. От металлов они отличаются тем, что носители электрического тока создаются в них тепловым движением, потоком электронов, светом и т.п. источником энергии. Без теплового движения (вблизи абсолютного нуля) полупровод-ники являются изоляторами. С повышением температуры электропровод-ность полупроводников возрастает и носит при расплавлении металличе-ский характер.