Вынужденное излучение и лазерная генерация в многогранных микрокристаллах ZnO

Создание эффективных миниатюрных лазерных источников в УФ диапазоне длин волн, равно как и изучение фундаментальных аспектов вынужденного излучения в таких микролазерах, остается актуальной задачей современной оптоэлектроники. В данной работе исследуются особенности фотолюминесценции и лазерной генерации на модах шепчущей галереи (МШГ) многогранных микрокристаллов ZnO, синтезированных по механизму пар-жидкость-кристалл. Показано, что характер краевого излучения различен в микрокристаллах различного размера: в кристаллах с линейными размерами 10–15 мкм возбуждается низкопороговая лазерная генерация, в более крупных кристаллах (размером до 80 мкм) наблюдается усиленное спонтанное излучение в широком диапазоне уровней возбуждения. Низкая плотность многогранных микрокристаллов на подложке и большой разброс их размеров позволяют исследовать оба типа излучения раздельно, что делает такие кристаллы перспективной структурой для изучения вынужденного излучения, сопровождающего лазерную генерацию на МШГ. Проведенный анализ позволяет предположить, что вынужденное излучение в исследованных кристаллах формируется в процессе рассеяния электрон-дырочных пар на свободных носителях, что обеспечивает низкий порог лазерной генерации.