Barrier Height Tuning of Terahertz Quantum Cascade Lasers for High-Temperature Operation
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216305%3A26620%2F18%3APU129921" target="_blank" >RIV/00216305:26620/18:PU129921 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="http://dx.doi.org/10.1021/acsphotonics.8b01280" target="_blank" >http://dx.doi.org/10.1021/acsphotonics.8b01280</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1021/acsphotonics.8b01280" target="_blank" >10.1021/acsphotonics.8b01280</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Barrier Height Tuning of Terahertz Quantum Cascade Lasers for High-Temperature Operation
Popis výsledku v původním jazyce
Terahertz quantum cascade lasers (QCLs) are excellent coherent light sources, but are still limited to an operating temperature below 200 K. To tackle this, we analyze the influence of the barrier height for the identical three-well terahertz QCL layer sequence by comparing different aluminum concentrations (x = 0.12-0.24) in the GaAs/AlxGa1-xAs material system, and then we present an optimized structure based on these findings. Electron injection and extraction mechanisms as well as LO-phonon depopulation processes play crucial roles in the efficient operation of these lasers and are investigated in this study. Experimental results of the barrier height study show the highest operating temperature of 186.5 K for the structure with 21% aluminum barriers, with a record kBTmax/hω value of 1.36 for a three-well active region design. An optimized heterostructure with 21% aluminum concentration and reduced cavity waveguide losses is designed and enables a record operating temperature of 196 K for a 3.8 THz QCL.
Název v anglickém jazyce
Barrier Height Tuning of Terahertz Quantum Cascade Lasers for High-Temperature Operation
Popis výsledku anglicky
Terahertz quantum cascade lasers (QCLs) are excellent coherent light sources, but are still limited to an operating temperature below 200 K. To tackle this, we analyze the influence of the barrier height for the identical three-well terahertz QCL layer sequence by comparing different aluminum concentrations (x = 0.12-0.24) in the GaAs/AlxGa1-xAs material system, and then we present an optimized structure based on these findings. Electron injection and extraction mechanisms as well as LO-phonon depopulation processes play crucial roles in the efficient operation of these lasers and are investigated in this study. Experimental results of the barrier height study show the highest operating temperature of 186.5 K for the structure with 21% aluminum barriers, with a record kBTmax/hω value of 1.36 for a three-well active region design. An optimized heterostructure with 21% aluminum concentration and reduced cavity waveguide losses is designed and enables a record operating temperature of 196 K for a 3.8 THz QCL.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/EF16_027%2F0008371" target="_blank" >EF16_027/0008371: Mezinárodní mobilita výzkumníků Vysokého učení technického v Brně</a><br>
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>O - Projekt operacniho programu
Ostatní
Rok uplatnění
2018
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
ACS Photonics
ISSN
2330-4022
e-ISSN
—
Svazek periodika
5
Číslo periodika v rámci svazku
11
Stát vydavatele periodika
US - Spojené státy americké
Počet stran výsledku
7
Strana od-do
4687-4693
Kód UT WoS článku
000451496500063
EID výsledku v databázi Scopus
—