Studies

T 008 Medžiagų inžinerija / Materials Engineering
dr. Vaidas Pačebutas ✉

 

LT - Bismidiniai sluoksniai ir struktūros vidutinių infraraudonųjų spindulių ir THz emiteriams  

 

Vidutinio infraraudonųjų spindulių (VIR) ir terahercų (THz) bangų ilgių diapazone yra daugelio svarbių aplinkos ir pramoninių dujų virpesių spektrai, todėl yra didelis emiterių ir detektorių, veikiančių šiame bangos ilgių ruože, poreikis. Tačiau VIR ir THz šaltinių kūrimas vis dar yra rimtai apribotas. Neseniai, ieškant naujų siauratarpių AIIIBV medžiagų, dėmesio centre atsirado praskiestieji bismidai. Laboratorijose GaAs1-xBix kvantinių duobių (QW) pagrindu pagaminti lazeriniai diodai, emitavo 1,06–1,41 μm diapazone. GaInAsBi kvantinės duobės demonstruoja ryškią foto- ir elektroliuminescenciją esant pakankamai mažam QW pločiui. Jų emituojamas bangos ilgis siekia iki ~2,5 μm. Teoriškai GaInAsBi junginio gardelės, suderintos su InP padėklu, energijos diapazonas gali būti net 0,21 eV, o tai atitinka 6 μm spinduliuotės bangos ilgį.

Siūloma tema skirta bimidinių sluoksnių ir struktūrų technologijai, jų savybių tyrimui orientuojantis į perspektyvinius taikymus. Sluoksniai ir struktūros būtų auginami molekulinio pluošto epitaksijos (MBE) būdu ir tiriami naudojant įvairius struktūrinės analizės metodus, optinę ir THz diapazono spektroskopiją. Planuojama analizuoti bangos ilgio derinimo metodus. Optimizavus sluoksnių augimo technologiją ir ištyrus svarbiausius fizikinius parametrus, planuojama ieškoti naujų pritaikymo galimybių.

 

 

The mid-infrared (MIR) and terahertz (THz) wavelength ranges contain the vibrational spectra of many important environmental and industrial gases, thus there is a high demand for emitters and detectors operating in this wavelength range. However, the development of VIR and THz sources is still severely limited. Diluted bismides have recently come into focus in the search for new narrow-gap AIIIBV materials. In laboratories, laser diodes based on GaAs1-xBix quantum wells (QWs) emitting in the 1.06-1.41 μm range were developed. GaInAsBi quantum wells show bright photo- and electroluminescence at sufficiently small QW widths. Their emitted wavelength reaches ~2.5 μm. Theoretically, a GaInAsBi compound lattice matched to an InP substrate can have an energy bandgap as low as 0.21 eV, which corresponds to an emission wavelength of 6 μm.

The proposed topic is dedicated to the technology of bismide layers and structures; the study of their properties will be oriented towards prospective applications in photonic devices. The layers and structures would be grown by molecular beam epitaxy (MBE) and studied using various structural analysis techniques, and optical and THz range spectroscopy. It is planned to analyse various emitted and detected wavelength tuning methods. After optimizing the layer growth technology and studying the most important physical parameters, it is planned to consider their new application possibilities.