Отзыв оппонента 2 (1091472)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ОТЗЫВ официального оппонента Кротова Юрия Александровича, кандидата физико-математических наук, ученого секретаря АО «НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха» на диссертационную работу Ждановой Елены Владимировны «Излучатели на основе полупроводниковых наногетероструктур с накачкой электронным пучком», представленную к защите на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 05.27.01 — «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах».

В последние годы достигнуты значительные успехи в разработке светодиодов и инжекционных лазеров, что стало возможным в связи с достижениями в технологии выращивания совершенных полупроводниковых наногетероструктур. В то же время, при разработке излучателей с инжекционной накачкой существует ряд нерешенных задач, к которым относятся, в частности, получение высокой импульсной мощности излучения, освоение коротковолнового (УФ) диапазона спектра, в котором получение магериалов р-типа проводимости затруднено или невозможно. При использовании для накачки электронного пучка не требуется легирование материала, что упрощает технологию изготовления структур для излучателей и позволяет освоить область глубокого ультрафиолета (например, с помощью структур на основе А1ОаМ).

При этом работ по исследованию излучателей на основе квантоворазмерньгх полупроводниковых структур с накачкой электронным пучком весьма мало. Поэтому диссертационная работа Е.В.Ждановой, посвященная исследованию светоизлучающих квантоворазмерных гетероструктур с накачкой электронным пучком, является весьма актуальной. Целью работы являлась оптимизация конструкции структур, излучающих в ИК, видимом и УФ диапазонах спектра при их возбуждении электронным пучком.

Оптимизация направлена на повышение эффективности работы излучателей, снижение пороговой плотности тока и энергии электронов накачки в лазерах на основе таких структур. Как отмечено в диссертации, основные научные результаты получены при проведении исследований в рамках отечественных и международных грантов, хоздоговоров, целевых программ Минобрнауки в 2007-2015 г. в МИРЭА. Диссертационная работа состоит из введения, восьми глав основного содержания и заключения, содержит 141 страниц, включая 60 рисунков, 6 таблиц и списка цитируемой литературы из 86 наименований. Автором диссертации проведено большое количество расчетов, направленных на установление оптимальных конструкций полупроводниковых структур для излучателей с электронной накачкой, а также выполнен ряд экспериментов, демонстрирующих рекордные характеристики лазеров на основе оптимизированных структур.

В диссертации получены следующие научные результаты. Рассчитаны пространственные распределения неравновесных носителей в УлЯесодержащих структурах (для излучателей зеленого диапазона), структурах на основе ОаМ/А%ай (для дальней УФ-области спектра), структурах на основе ОаАз/А10аАз/1пОаАз (для излучателей ИК-диапазона) при их накачке электронами с энергией 2 — 30кэВ. При таких значениях энергии электронов их глубина проникновения в материал составляет десятки или сотни пан о метров, а распределение неравновесных носителей по глубине структуры определяется как распределением энергии электронов накачки, так и их перераспределением за счет диффузии и дрейфа в многослойной структуре.

Справедливость принятой при расчетах модели подтверждается соответствием вычисленных и экспериментальных зависимостей интенсивности катодолюминесценции от энергии электронов накачки. Предложена феноменологическая модель расчета пороговой плотности тока лазеров на основе различных типов квантоворазмерных структур с электроннолучевой накачкой, учитывающая как распределение электромагнитного поля в волноводе, так и пространственное распределение неравновесных носителей в структуре. Выполнены расчеты зависимости эффективности сбора носителей в активной зоне структуры, а также пороговых значений плотности тока и мощности накачки лазеров на основе ХпЯе-содержащих полупроводниковых структур с одиночной активной областью и с множественными квантовыми ямами, от энергии электронного пучка, геометрических параметров структуры и величины скорости безизлучательной рекомбинации на границах слоев.

Показано, что концентрация неравновесных носителей в активном слое может на два-три порядка превышать концентрацию носителей в остальных слоях структуры. Установлено, что при всех энергиях электронов накачки наибольшее влияние на величину эффективности сбора носителей, пороговых значений плотности тока и плотности мощности накачки оказывает поверхностная ре комбинация на границах слоев, непосредственно примыкающих к активной области.

Установлено, что при малых энергиях электронов накачки определяющее влияние на величину пороговой плотности тока лазеров на основе ХпЗе- содержащих квантоворазмерных структур оказывает толщина внешнего ограничивающего слоя структуры. Впервые экспериментально получена генерация при комнатной температуре при рекордно низком значении энергии электронов накачки — 3,2кэВ - благодаря использованию активного элемента на основе оптимизированной ХпБе- содержащей структуры с тонким (10 нм) ограничивающим слоем.

На основании сравнения экспериментальных и расчетных зависимостей сделан вывод о возможности дальнейшего уменьшения энергии электронов накачки до 1-2 кэВ, На основании выполненных расчетов даны рекомендации по оптимизации люминесцентных источников света. Так, сделан вывод о том, что для увеличения интенсивности катодолюминесценции необходимо увеличивать энергию электронов накачки и использовать структуры с множественными квантовыми ямами. В то же время, для снижения пороговой плотности тока лазеров с электронной накачкой предпочтительнее структуры с одиночной квантовой ямой.

Выполнены расчеты зависимости пороговой плотности тока от энергии электронов накачки для лазеров на основе структур А10аАз/1пйаАз/0аАз, излучающих в инфракрасной области спектра. На основе этих расчетов была предложена оптимизированная конструкция структуры А10аАз/1пОаАз/ОаАз, которая затем была выращена в НИИ «Полюс». С использованием этой структуры впервые экспериментально получена генерация в ИК-диапазоне при комнатной температуре активного элемента с рекордно низким значением пороговой плотности тока электронов накачки — 0,35 А/см2 при энергии электронов около 10 кэВ.

Согласие представленных в диссертации результатов расчетов интенсивности катодолюминесценции, и зависимостей порогов генерации излучателей от энергии электронов с результатами экспериментов, свидетельствуют о научной обоснованности и достоверности выводов диссертации. Дополцительным подтверждением этого является представленные в диссертации результаты практической реализации лазеров с рекордными характеристиками на структурах, выращенных с учетом полученных в работе результатов расчетов.

Все перечисленные выше результаты являются новыми и прошли апробацию на российских и международных конференциях. По материалам диссертации опубликовано 33 работы, из которых 12 в реферируемых журналах (10 в журналах из списка ВАК) и 21 в сборниках трудов конференций. Работа изложена последовательно и логично, каждый раздел содержит анализ полученных результатов, результаты вычислений, где это возможно, сравниваются с экспериментальными данными. Полученные в диссертации результаты и, в первую очередь, экспериментально продемонстрированная возможность работы излучателей при низких значениях энергии электронов накачки свидетельствуют о возможности разработки новых эффективных электронно-лучевых приборов - малогабаритных источников света, обладающих специфическими особенностями, присущими излучателям с электронно-лучевой накачкой. Так, открывается возможность создания излучателей в области глубокого ультрафиолета, возможность одновременной генерации световых импульсов на нескольких длинах волн, возможность углового сканирования световым лучом в пространстве.

Содержание автореферата полностью соответствует содержанию диссертации. Диссертация аккуратно оформлена. По существу, диссертационной работы имеются следующие замечания. 1) В главах с 4 по 7 приводятся результаты, относящиеся к структурам на основе УлЯе. Можно было бы объединить главы 4-7 в одну главу, 2) В работе приводится довольно большое количество однотипных рисунков (например, на стр. 62-63, 73-75). Можно было бы уменьшить их количество, указав при этом в тексте, при каких значениях параметров, принятых при вычислениях, получаются близкие результаты. 3) В используемой для расчетов феноменологической модели присутствует большое количество параметров.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации