مدلسازي و طراحي مشخصات استاتيك ليزركوانتوم آبشاري GaN/AlGaN براي كار در دماي بالا

چكيده: در اين مقالهدو نوع مختلف ليزر تراهرتز كوانتوم آبشاري با دو طراحي متفاوت ناحيه فعال بر اساس ماده GaN/Al0.3Ga0.7N و ساختار شبكه Zinc-blend را طراحي كرده ايم. هر دوساختار از سه چاه كوانتومي كوپله تشكيل شده اند كه تخليه حامل از طريق Lo-Phonon Resonanceصورت مي گيرد. طرح اول داراي تزريق كننده است در حالي كه طرح دوم تزريق كننده حذف مي شود و عمل تونل زني و تخليه Lo-Phonon Resonanceبا هم صورت مي گيرد. براي بررسي عملكرد ليزر، به منظور بهينه سازي و طراحي ناحيه فعال، براي هر ساختارمعادلات شرودينگر-پواسن حل شده اند. سپس پارامترهاي ناحيه فعال استخراج شده و در معادلات نرخ رفتار دايناميك حامل ها و فوتون‌ها كه توسط روش عددي رانك كوتاي مرتبه چهار حل مي‌شوند، بررسي شده و بهره و توان خروجي هر دو ليزر در دماهاي مختلف بررسي مي گردد. نتايج حاصل از شبيه‌سازي نشان مي‌دهد هر دو ساختار به واسطه استفاده از مواد گاليم نيترايدي پايداري دمايي بسيار خوبي از خود نشان دادند. طرح اول جريان آستانه بالاتر ولي توان خروجي بيشتر در مضربي از جريان آستانه از خود نشان مي‌دهدو طرح دوم پايداري دمايي بسيار بهتر و آستانه كمتر ولي توان خروجي كمتر را دارا بودند.