Ka universiteti

2- rasm. a) optik damlash usuli

15
2) yarim o`tkazgichlar elektron oqimi bilan nurlantiriladi; elektronlarni qo`zg’otish usuli bilan, ya’ni tezkor elektron oqimi bilan yarimo`tkazgichni bambardimon qilish;

2 - rasm. b) Elektronlar oqimi bilan damlash usuli

3) tashqi elektr maydonidan foydalaniladi: p-n o`tishda to`g’ri kuchlanish berilganda zaryad tushuvchilarining injeksiyasi yordamida buni injeksiyasi kuzatish mumkin;

2-rasm. c) tashqi elektr maydonidan foydalanib damlash usuli

Keyingi holatda p – n o`tishlardan foydalanish eng samarali hisoblanadi. Zaryad tashuvchilarning konsentratsiyasi nomuvozanat bo`lgan yarim o`tkazgichlarda nurlanish rekombinatsiyasini qarab chiqamiz. Rekombinatsiya jarayoni erkin zaryad tashuvchilar jufti elektron va teshiklarning yo`qolishiga olib keladigan jarayon hisoblanadi. Umuman olganda, rekombinatsiya tufayli ajralib chiqqan energiya uch xil jarayon ko`rinishida amalga oshadi: foton hosil bo`lishi (nurlanish rekombinatsiyasi), panjaraning qizishi (fononlar hosil bo`lishi), zaryad tashuvchilarning kinetik energiyasini oshishi (Oje

16

rekombinatsiyasi). Lazer nurlanishi shu jarayonlarning birinchisi bilan ya’ni nurlanish rekombinatsiyasi bilan bo g’lik.

3-rasm. Soha-soha o`tishlarida yarim o`tkazgichlarda manfiy temperatura bo`lish

shartiga tegishi sxema. a – o`tkazuvchanlik sohasi, b –valent sohasi

Yuqorida keltirilgan shaklga binoan yarim o`tkazgichlarda nurlanish rekombinatsiyasi sohalar orasidagi o`tishlarda (1 strelka) va sohalardan kirishma sathiga o`tganda (strelka 2) hosil bo`lishi mumkin. Shkala akseptor sathi orqali rekombinatsiya ko`rsatilgan. Bu jarayonda elektron akseptor sathiga nurlanish bilan o`tadi va keyin valent sohasidagi teshik bilan rekombinatsiyalanadi. Bundan tashqari rekombinatsiya donor sathi orqali ham bo`lishi mumkin. Bunda o`tkazuvchanlik sohasidagi elektron donor sathiga o`tadi va undan nurlanish orqali valent sohasiga o`tadi. Nihoyat nurlanish rekombinatsiyasi ikkala kirishma sathi orqali ham amalga oshishi mumkin (strelka 2). Jadal damlash ta’sirida yarimo`tkazgichlarda optik kuchaytirish invers bandlik shartini o`tkazuvchanlik sohasining tubidagi E va valent sohaning yuqori chegarasida E bajarilganda amalga oshiriladi. Ruhsat etilgan (o`tkazuvchanlik) sohasining yuqori energetik ishchi sathlarini elektron bilan to`ldirish, valent sohaning quyi sathlarini to`ldirish ehtimolligidan kattadir. Shu sababli majburiy nurlanishli o`tish yutilish o`tishlaridan ustunroq bo`ladi. Optik kuchaytirish kattaligi damlash intensivligiga hamda nurlanish rekombinatsiyasi ehtimolligiga va temperaturaga bog’liq bo`ladi. Yarimo`tkazgichli lazerlarda lazer materiali faol muhit sifatida to`g’ri sohali yarimo`tkazgichlar qo`llaniladi (masalan: GaAs,

17
CdS , PbS). Ularda nurlanishning kvant chiqishi 100 % ga yetishi mumkin. To`g’ri bo`lmagan sohali yarimo`tkazgichlarda Si Ge , xozircha yarimo`tkazgichli lazerlar bunyod etishga erishilganicha yo`q. Lekin biz dissertatsiyamizda sof yarimo`tkazgichlarda lazer nurini hosil qilishni umumiy holatlarini ko`rib chiqamiz.