Electrically pumped antimonide semiconductor laser with semimetal current injection region on GaSb substrate

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Mittelinfrarot-Halbleiterlaser (mit Intra- oder Interband-Übergängen, mit räumlich direktem oder indirektem Laserübergang, mit oder ohne Kaskaden) leiden prinzipiell unter relativ starker nicht-strahlender Rekombination und der aus den speziellen Quantenfilmstruktur-Bandverläufen resultierenden Schwierigkeit, das obere Laserniveau durch elektrisches Pumpen effizient zu besetzen, um Besetzungsinversion zu erzielen. In der Entwicklung von Typ I-Quantenkaskadenlasern (nach Capasso, Faist et al.) z.B. haben aufwendige Übergitter mit nicht-konstanten Schichtdicken und Barrierenhöhen etwa die Hälfte der Zeit beansprucht, Übergitter mit denen ein Miniband-Trichter generiert wird, der die Elektronen in das obere Laserniveau leitet, und die gleichzeitig als elektronischer Bragg-Reflektor für die vorhergehende Periode der Kaskade dienen. Kurtz, Biefeld, Allerman realisierten (für Interband-Laser) alternativ erfolgreich einen Semimetall-Übergang als Injektionsbereich für die aktive Schichtenfolge; sie arbeiteten gitterangepasst, allerdings auf dem weniger gebräuchlichen InAs-Substrat. In dem hier beantragten Vorhaben sollen elektrisch gepumpte kantenemittierende Mittelinfrarot-Antimonid-Laser bei 3 - 4 Mikrometer Wellenlänge mit semimetallischem Injektionsbereich auf GaSb-Substrat erst ohne, später mit Kaskade realisiert werden.