Стимулированное излучение эпитаксиальных слоев AlGaN, выращенных методом аммиачной молекулярно-пучковой эпитаксии на подложках сапфира

В результате оптимизации температуры роста слоев AlGaN и использования высокотемпературных буферных слоев AlN получены высококачественные слои Al_xGa_1-xN (x = 0.15, 0.21, 0.26 и 0.3), в которых реализовано стимулированное излучение в ультрафиолетовом спектральном диапазоне 330–297 нм с пороговыми интенсивностями возбуждения I_th ≈ 0.7–1.4 МВт/см² соответственно. Установлено, что величина порога стимулированного излучения слоев AlGaN, выращенных методом молекулярно-пучковой эпитаксии, в значительной мере определяется интенсивностью процесса термического разложения GaN, который влияет на морфологию поверхности и, следовательно, на величину оптических потерь на рассеяние. Показано, что в слоях AlGaN не происходит выраженной локализации неравновесных носителей заряда, что проявляется в отсутствии большого стоксова сдвига и в реализации оптического усиления на переходах в электронно-дырочной плазме, а также свидетельствует об относительно однородном составе материала.