Спонтанное и стимулированное излучение в светодиодных гетероструктурах с активной областью из InAs

Арсенид индия (InAs) в настоящее время является базовым материалом для созданияэлектролюминесцентных излучателей, работающих в спектральном диапазоне, соответствующемосновной полосе поглощения углеводородов (длина волны ~3.4 мкм при температуре 300 K) [1].Светоизлучающие диоды на основе InAs востребованы в устройствах для газового анализа, контролятехнологических процессов, медицинской диагностики и т.п. Одной из актуальных задач, стоящихперед разработчиками приборов на основе InAs, является повышение их эффективности. Приисследовании электролюминесценции как двойных, так и одиночных гетероструктур (ГС) с активнойобластью из InAs и InAsSb рядом исследовательских групп при пониженных температурах (оттемпературы жидкого гелия до температуры ~100 K) наблюдалось стимулированное излучение(“усиленная люминесценция») [2-4], что указывает на наличие возможностей для повышенияэффективности оптоэлектронных приборов на основе этих материалов. В настоящей работе мысообщаем о результатах экспериментальных исследований электрических характеристик иэлектролюминесценции нескольких типов светодиодных одиночных ГС с активной областью из InAs.Гетероструктуры различались порядком чередования слоёв, типом и уровнем легирования подложки,а также химическим составом барьерной области. Все ГС выращивались в компании ООО«Микросенсор Технолоджи» (Санкт-Петербург, Россия) методом газофазной эпитаксии сиспользованием металлорганических соединений на сильно легированных подложках InAs. Активнаяобласть ГС была не легирована и имела электронный тип проводимости. Барьерные слои дырочноготипа проводимости были изготовлены из InAsSb(Ga,P).Для всех исследованных ГС при низких температурах (от 4.2 до 55-75 K, в зависимости от типаструктуры и/или тока накачки) наблюдалось стимулированное излучение. При более высокихтемпературах излучение было спонтанным. Нами был проведен анализ связи параметров ГС свеличинами температурного и токового порогов гашения стимулированного излучения. Мы такжепровели компьютерное моделирование, в результате которого были получены расчетныевольтамперные характеристики и оптические параметры исследуемых ГС, которые былисопоставлены с экспериментальными данными. Результаты, полученные в ходе проведенияэкспериментов и моделирования, будут обобщены для поиска возможных путей повышенияэффективности электролюминесцентных излучателей с активной областью на основе арсенида индия