Autorius: Juozas Adamonis
Disertacijos pavadinimas: "Optoelektroniniai terahercinio dažnių diapazono komponentai iš puslaidininkių su giliais centrais"
Mokslo sritis: Fizika 02 P
Mokslinis vadovas: habil. dr. Arūnas Krotkus
Gynimo data: 2015-09-18
ANOTACIJA:
Pirmoje šio darbo dalyje buvo koncentruotasi į paiešką naujų medžiagų tinkančių fotolaidžių THz emiterių, detektorių ir fotomaišiklių aktyvuojamų ilgabange (1 ‒ 1,55 μm) lazerio spinduliuote gamybai. Matuojant optiškai indukuotą THz spinduliuotės sugertį ŽT GaAs sluoksniuose užaugintuose ant AlAs/GaAs Bragg‘o veidrodžių ir atkaitintuose vidutinėse temperatūrose, buvo ištirta fotosužadintų elektronų dinamika. Parodyta, kad krūvininkų rekombinacijos trukmės šiuose sluoksniuose yra mažesnės už 1 ps, o indukuota THz impulsų sugertis didėja tiesiškai augant lazerio impulso intensyvumui. Didžiausia THz spinduliuotės sugertis stebėta sluoksniuose, kurių atkaitinimo temperatūra yra 420 ºC. Šioje temperatūroje atkaitinti ŽT GaAs epitaksiniai sluoksniai, dėl optimalių pakeistinių arseno defektų koncentracijos ir elektronų judrio, pasižymi didžiausiu fotolaidumu, juos apšviečiant 1 μm bangos ilgio lazerio spinduliuote. Tad 420 ºC temperatūroje atkaitinti sluoksniai yra tinkamiausi THz komponentų: emiterių, detektorių ir maišiklių, aktyvuojamų 1 μm bangos ilgio spinduliuote, gamybai.
Antroje darbo dalyje buvo išmatuotos THz detektorių fotolaidumo priklausomybės nuo aktyvuojančio femtosekundinio lazerio impulso bangos ilgio. Rasta, kad detektorių, pagamintų iš vidutinėse temperatūrose atkaitintų ŽT GaAs ir ŽT In0.7Ga0.3As epitaksinių sluoksnių, fotosužadinimo spektruose egzistuoja elektronų šuolių iš gilių defektų lygių sąlygota sugertis ilgesniuose už medžiagos sugerties kraštą bangos ilgiuose. Lyginant išmatuotus pikosekundinio fotolaidumo ŽT GaAs ir ŽT In0.7Ga0.3As fotovaržų spektrus su teoriniu modeliu, nustatytos arseno pakeistinių atomų juostų energetinės padėtys ir pločiai. Šie parametrai ŽT GaAs atveju buvo lygūs εdef = 0,77 eV ir Δεdef= 78 meV, o ŽT In0.7Ga0.3As atveju, atitinkamai εdef = 0,4 eV ir Δεdef= 70 meV.
Galiausiai, šiame darbe buvo pademonstruota THz pliūpsnių generavimo sistema, kaupinama femtosekundiniais kietakūnio Yb:KGW lazerio impulsais, naudojanti išorinį dviejų gardelių plėstuvą bei iš ŽT GaAs pagamintą fotolaidų optinių signalų maišytuvą. Tirta sistema generavo 40 ps trukmės, 40‒120 GHz spektrinio pločio THz spinduliuotės pliūpsnius, kurių dažnis siekė 1 THz. Parodyta, kad THz pliūpsnių generavimo sistema, kaupinama skaidulinio pikosekundinio lazerio spinduliuote, yra kompaktiškesnė ir patrauklesnė taikymams lauko sąlygomis už jos atitikmenį, naudojantį femtosekundinius lazerio impulsus bei išorinį dviejų gardelių plėstuvą. THz pliūpsnius generuojanti sistema buvo panaudota THz vaizdų sudarymui, koherentiniu ir nekoherentinio signalo registravimo būdais; dažnių srityje nuo 0,1 THz iki 1 THz gauti įvairių objektų vaizdai.
Metai: 2015