Неравновесные распределения и дальнее инфракрасное излучение горячих носителей заряда в одноосно деформированном германии и в электронно-дырочной плазме кремния тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

На правах рукописи

РГБ ОД

13 да эдо1)

Мусаев Ахмед Магомедович

НЕРАВНОВЕСНЫЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И ДАЛЬНЕЕ ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ГОРЯЧИХ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ОДНООСНО ДЕФОРМИРОВАННОМ ГЕРМАНИИ И В ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНОЙ ПЛАЗМЕ КРЕМНИЯ

Специальность: 01.04.10 - физика полупроводников

и диэлектриков

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Махачкала - 2000

Работа выполнена в Институте физики им.Х.И.Амирханова Дагестанского научного центра РАН

Научные руководители: -член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук, профессор Камилов И.К., -доктор физико-математических наук Гаджиалиев М.М.

Официальные оппоненты: -доктор физико-математических наук, главный

Ведущая организация: -Институт радиотехники и электроники РАН

Зашита состоится 15 декабря 2000г. в 1600 часов на заседании диссертационного совета Д.063.61.02 при Дагестанском государственном университете Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации по адресу: 367025, РФ, Дагестан, Махачкала, ул.Гаджиева, 43а

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Даггосуниверситета.

Автореферат разослан 14 ноября 2000г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук,

научный сотрудник Атаев Б.М., -доктор физико-математических наук, доцент Богданов Е.В.

профессор

Ш.А.Гайдаров

Актуальность темы. В последнее время интенсивно проводятся исследования процессов, связанных с динамическим разогревом носителей заряда в полупроводниках. Характер движения носителей в большей мере определяется конфигурацией приложения электрических (Е) и магнитных (Н) полей. От взаимной ориентации Е и Н полей функция распределения носителей может претерпевать кардинальные изменения, сильно деформируясь в пространстве квазиимпульсов.

Недавние исследования этих неравновесных процессов показали, что не только разогрев носителей, но и деформация их функции распределения вызывает появление в полупроводниках инверсных распределений горячих носителей заряда, представляющих не только научный, но и практический интерес. Такие свойства системы горячих носителей заряда привели к созданию различных типов квантовых генераторов электромагнитного излучения в дальнем инфракрасном и субмиллиметровом (СБММ) диапазонах волн [1,2]. Успех этот связан в первую очередь с источниками электромагнитного излучения, основанные на инверсии в распределении и динамической отрицательной дифференциальной проводимости (ОДП) горячих дырок в германии. Эти источники стимулированного излучения на горячих носителях в р-ве перекрыли почти всю область спектра от 80мкм до Змм между традиционными полупроводниковыми ИК-лазерами и СВЧ-диодами.

Продолжение исследований в этом направлении связано с целью найти возможности улучшения характеристик уже созданных подобных квантовых генераторов на р - Се. Так, как все эти источники стимулированного излучения на р - Се обладают довольно низким КПД~?7 (7~0,5%) [3]. Кроме того, наблюдаются также некоторые существенные расхождения между экспериментом и теорией, поэтому актуальной задачей является углубленное изучение физических процессов лежащих в основе этих источников поиск новых возможностей улучшения их параметров.

Ввиду того, что все типы квантовых генераторов на горячих носителях заряда в р - Се неразрывно связаны с вырождением валентной зоны в точке р = 0, различием плотности эффективных масс подзон,а также выраженной анизотропией эффективной массы тяжелых дырок, является существенным проведение исследований по выявлению влияния этих факторов на инверсное распределение горячих дырок в германии. Эффективным способом воздействия на них является одноосная упругая деформация (ОУД) кристалла, которая существенно меняет энергетический спектр носителей, позволяет воздействовать на: вероятность межподзонного рассеяния,

функцию распределения и высокочастотную проводимость горячих дырок Исследования при ОУД создают предпосылки для обоснования физических моделей лежащих в основе работы этих активных приборов и способствуют улучшению и> параметров.

К моменту постановки нами настоящей задачи в литературе отсутствовалк данные по исследованию эффектов динамического разогрева дырок в германии е условиях ОУД кристалла. Известные автору экспериментальные работы касались, е основном, исследований характеристик инверсии в зависимости от значений Е и Н полей, и от кристаллографической ориентации образцов. Были опубликованы также данные по исследованию гальваномагнитных эффектов и циклотронного резонанс« (ЦР) в сильных еЛ.Н полях и теоретические представления об эффекта) динамического разогрева дырок в Се.

Многочисленные исследования как у нас, так и за рубежом, проведенные е последнее время по выявлению влияния ОУД на излучение горячих дырок в Се подтвердили правильность выбора данного направления. В этих работах был< показано, что ОУД р-йе уменьшает пороговые значения Е и Н полей, при которы: возникает индуцированное излучение [4], расширяет спектр генерации [5], увеличивав интенсивность излучения на 2-5-3 порядка [4]. Авторы работы [6] наблюдали сильньп рост интенсивности излучения из р - Се при Р > 6 кБар и Р // Е // [111] без воздействи! магнитного поля.

В последнее время как у нас, так и за рубежом, все большее внимани* уделяется разработке твердотельных источников излучения с более высоким! параметрами, с использованием других полупроводниковых материалов - п—Б р-СаАэ, р-1пБЬ, алмаза, карбида кремния, а также различных полупроводниковы структур - сверхрешетки, структур с квантовыми ямами и др. Кроме того, появился ря, идей, позволяющих говорить о том, что помимо уже известных эффектов могут быт использованы и другие явления в плазме полупроводников, приводящие к инверснып распределениям и к ОДП в субмиллиметровой области спектра. Эти исследования I реализация идей могут привести к получению генерации при более высоки температурах Т>77К, а также без использования магнитного поля. В связи с этиг исследования в данном направлении представляют не только научный, но I практический интерес, обусловленный возможностью создания новых типо! полупроводниковых лазеров и мазеров, приемлемых для широкого использования.

Цель настоящей работы: экспериментальное исследование свойств системь горячих дырок в германии в сильных электрическом и магнитном полях при одноосно!

упругой деформации кристалла, исследование механизма впервые обнаруженного

нами субмиллиметрового излучения в неравновесной электронно-дырочной плазме

(ЭДП) в кремнии, образованной диссоциацией фотовозбужденных экситонов в сильном

электрическом поле.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые методом регистрации спонтанного Дальнего инфракрасного излучения (СДИКИ) исследованы эффекты динамического разогрева дырок германия в условиях ОУД кристалла. Обнаружено вариантное изменение интенсивности СДИКИ в зависимости от конфигурации направлений прикладываемых электрического поля и давления. Показано, что ОУД существенно влияет на энергию излучательных оптических межподзонных переходов 2—>1, вследствие

перемещения области постоянных энергий £2(Р) - £\ (Р) = ?га> относительно функции распределения дырок в фазовом пространстве.

2. Исследованы эффекты системы горячих дырок Се в сильных Е±Н полях при ОУД кристалла. Обнаружено, что перезаселенность подзоны-2 существенно зависит от конфигурации воздействия Е, Н, Р полей, которая определяет расположение области смешивания состояния валентных подзон при ОУД в импульсном пространстве относительно плоскости расположения главной траектории дырок.

3. Впервые импульсным методом «тока Холла» исследованы гальваномагнитные характеристики системы горячих дырок Се, получены экспериментальные значения соотношения концентраций дырок в легкой и тяжелой подзонах, в зависимости от величин Е и Н для температур 4.2К и 77К. Обнаружено существенное влияние ОУД на гальваномагнитные характеристики.

4. Исследовано влияние ОУД на спектры циклотронного резонанса горячих дырок в скрещенных Е и Н полях. Деформация и электрическое поле приводят к уширению и смещению линии ЦР подзоны-2 в сторону больших значений магнитного поля. Показано, что эффект накопления дырок в подзоне-2 в сильных Е±Н полях при ОУД существенно зависит от межподзонного туннелирования дырок.

5. Исследованы динамические эффекты в неравновесной системе электронно-дырочная плазма/экситоны в кремнии при ударной ионизации экситонов в импульсном электрическом поле при гелиевых температурах. Обнаружена интенсивная генерация СБММ излучения (А=80-120мкм) неравновесной ЭДП. Предложен механизм объясняющий генерацию СБММ излучения, заключающийся

в испускании оптических квантов при переходе свободных носителей на экситонньн уровни.

Практическая ценность работы:

1. Разработаны методики исследования системы горячих носителей заряда i полупроводниках при ОУД кристалла.

2. Обнаружено сильное влияние ОУД на интенсивность генерации ДИКИ горячи: дырок в германии. Предложена оптимальная конфигурация приложения Е, Н, I полей, существенно улучшающая параметры источника индуцированноп излучения.

3. Продемонстрирована возможность лазерной генерации СБММ излучения бе использования магнитного поля в диапазоне Л=80-120мкм на оптически толсты: образцах кремния, представляющих собой резонаторы с п<рлным внутренне отражением. На активный генератор СБММ излучения получен патент за N 2084996, 1997г.

Основные защищаемые положения.

1. Установлено, что упругая деформация кристалла приводит к сильному изменениь эффектов динамического разогрева дырок германия в сильных Е и Н полях i существенно влияет на спонтанное и индуцированное ДИКИ, обусловленньк межподзонной инверсией дырок.

2. Показано, что при одноосной деформации на межподзонную инверсию горячи: дырок в Ge существенно влияет относительное расположение в квазиимпульснои пространстве точек смешивания состояний подзон и траекторий носителей которые определяются конфигурацией приложения Е, Н, Р полей.

3. Впервые обнаружена интенсивная генерация СБММ излучения (Л=80-120мкм) i неравновесной ЭДП кремния при диссоциации фотовозбужденных экситонов i сильном электрическом поле, что привело к созданию источника индуцированноп излучения без использования магнитного поля.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работь докладывались на VII Всесоюзном симпозиуме «Плазма и неустойчивости i полупроводниках» (Паланга, 1989), на 1-ой Российской конференции по физию полупроводников (Н. Новгород, 1993), на международной конференции "Фазовьк переходы и нелинейные явления в конденсированных средах" (Махачкала, 2000), < также на семинарах ИФ ДНЦ РАН.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в трудах вышеперечисленных конференций и в работах, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Она содержит 154 страниц машинописного текста, в том числе 4 таблицы, 57 рисунков и список литературы, включающий 157 наименований.

Содержание диссертации.

Во введении дан краткий обзор по теме исследований, обоснована их актуальность, сформулирована цель диссертации, показана новизна исследований описана структура диссертации, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведен краткий обзор теоретических работ, относящихся к изучению системы горячих дырок в германии при их динамическом разогреве в сильных электрическом и магнитном полях и интенсивном рассеянии на оптических фононах. Рассмотрены эффекты аккумуляции горячих дырок в квазиимпульсном пространстве ве и формирования межподзонной их инверсии в этих условиях. Приведены результаты исследований спонтанного и индуцированного СБММ излучения в р - Се. Дан обзор по исследованию гальваномагнитных эффектов горячих дырок германия в Е±Н полях. Рассмотрены также вопросы по изучению системы горячих дырок Се методом циклотронного резонанса, так как активная спектроскопия горячих дырок методом ЦР и исследования гальваномагнитных эффектов позволяют получить обширную информацию о разогреве носителей, об изменении динамики и функции их распределения, перераспределения дырок между подзонами.

В этой же главе представлен обзор литературы, где показана возможность создания активных систем СБММ и ДИКИ, связанных с такими эффектами в системах с горячими носителями заряда, как разогрев и резонансы в многослойных структурах, динамический разогрев и инвертированные распределения в объеме полупроводников, коллективные явления в ЭДП и др.

Вторая глава посвящена изучению эффектов динамического разогрева системы горячих дырок германия при ОУД кристалла, а также изучению основных факторов, влияющих на эти эффекты. В главе описывается методика проведения исследований посредством диагностики СДИКИ. Исследуемое излучение после прохождения

системы фильтров регистрировалось находящимися при 4.2К фотоприемниками Ge<Ga> и n-GaAs с максимумами фоточувствительности при As ЮОмкм (Йй) 212,4мэв) и As290mkm (tico = 4,3мэв).

В разделе 2.2 проводится анализ факторов, влияющих на межподзоннук: инверсию, и функцию распределения горячих дырок германия при ОУД кристалла. Показано, что основными факторами, через которые ОУД воздействует нг межподзонное распределение горячих дырок в Ge являются: расщепление подзон при ОУД, изменение плотности состояний подзон, изменение вероятности межподзонногс примесного рассеяния, изменение траекторий движения дырок в сильных ЕХН полях: вследствие изменения энергетического спектра, изменение матричных элементов дл; межподзонных оптических переходов, межподзонное туннелирование дырок чере: точки смешивания состояний валентных подзон.

В этом же разделе проведен расчет энергетических спектров валентных пoдзo^ Ge, когда направление деформации параллельно кристаллографически!^ направлениям - [100] и [111]. Из результатов следует, что межподзонная плотносп

состояний при малых энергиях, когда « Б& изменяется почти в 8 раз по сравнении

с их соотношением в недеформированном кристалле.

В разделе 2.3 приведены результаты исследования СДИКИ и вольтамперны) характеристик при различных конфигурациях приложения электрического пол; относительно направления деформации для двух кристаллографически: ориентаций образца: 1. Е//Р//[100]; 2. Е И [010] 1 Р // [100]; 3. Е // Р// [111]

4. Е// [110] 1 Р//[111].

В конфигурации, когда P-LE, поверхность постоянных энергий

£2(р)- £i(p)= Лй) =12мэв вытягивается в направлении быстрого спадания функции

распределения дырок, что приводит к монотонному уменьшению интенсивности 2-»1 излучения с ростом давления. Наблюдаемое в этих условиях значительное (более чел в 2 раза) падение интенсивности излучения - p-Ge с ростом давления в полосе приемника Ge<Ga> (см. рис. 1(a)) связано с уменьшением интенсивности 2-И переходов. Совершенно иной характер приобретает зависимость 2-И излучения от давления при продольной конфигурации векторов Е и Р (рис. 1(6)). С ростом давлени?

поверхность £"2(р)- £\{р)=hco перемещается в область фазового пространства, где

локализованы легкие дырки, т.е. увеличивается доля дырок, излучающих энергию в полосе фотоприемника - Се<Са>. При давлениях Р> 1 • 103 кГс/см2 полях Е = ЗОв/см, когда величина расщепления подзон оказывается сравнимой со средней энергией дырок или больше ее, наблюдается спад интенсивности 2-И излучения, обусловленный уменьшением населенности подзоны - 2.

а) б)

Рис.1. Зависимости интенсивности спонтанного излучения р - ве от электрического поля при а- Е//[010]±Р//[100], б-Е//Р//[100] для различных значениях давления в полосе фотоприемника - - Се(Са). Р-103кГс/см2: 1-0; 2-1,1; 3-1,69; 4-2,28; 5-2,88.

В данном разделе обсуждается также действие механизмов изменения вероятности межподзонного примесного рассеяния, изменение масс плотности состояний подзон, а также влияние межподзонного туннелирования дырок на перераспределение дырок между подзонами.

В разделе 2.4 приведены результаты исследований по влиянию ОУД на межподзонную инверсию горячих дырок германия в ЕХН полях. Регистрация СДИКИ дырок в ве, обусловленного, в основном прямыми оптическими переходами между подзонами 2 —> 1, дает прямую информацию о межподзонной инверсии дырок в условиях образования области замкнутых траекторий в подзоне-2. Накопление дырок в подзоне-2 пропорционально темпу поступления их в подзону и времени жизни в этой области.

С целью выявления влияния точек смешивания состояний подзон на межподзонную инверсию проводились исследования в конфигурациях полей, когда направление холловского дрейфа дырок было ориентировано вдоль или поперек направления деформации: Р//[Н*Е], Р_1_ [Н*Е].

На рис. 2 показаны энергетический спектр валентных подзон (1,2) Се при ОУД, а также расположение точек смешивания состояний подзон относительно областей распределения дырок в Е±Н полях в импульсном пространстве в обеих

Для конфигурации Р±. [Н»Е], когд; Е // [010], Н // Р // [001] в магнитном поле

при Е>50 В/см с ростом давлени: наблюдается увеличение интенсивности СДИКИ (рис.З(а)). При конфигураци! Р // [Н.Е], когда Е // [010], Н // [100] Р II [001], как видно из рис.З(б) приложение давления независимо о величины магнитного поля приводит спаду интенсивности излучения. Анали факторов, влияющих на межподзоннун инверсию при воздействии ОУД показывает, что основными механизмами объясняющими полученньк

экспериментальные результаты, являютс. примесное межподзонное рассеяние I межподзонное туннелирование дырок Примесное межподзонное рассеянш чрезвычайно чувствительно к ОУ/ (особенно при давления:

до ~ 1000 кГс/см2) и при небольших значениях энергий дырок. В силу резко зависимости матричного элемента межподзонного примесного рассеяния о абсолютной разности начального и конечного волновых векторов дырок, рассеяни* существенно только около точек вырождения подзон. При больших значения: деформаций и энергий дырок необходимо учитывать и механизм межподзонноп туннелирования дырок. Межподзонное туннелирование также, как и рассеяни* происходит через точки смешивания состояний подзон. При этом вероятности туннелирования дырок из подзоны-2 в подзону-1 и наоборот, равны. Необходимые условием такого туннелирования является равенство энергий дырок в обеих подзонах Поэтому от расположения точек смешивания состояний подзон в импульсное пространстве относительно траекторий, на которых находится основная часть дырок

конфигурациях приложения Е, Н, Р полей.

{.мЛ

I I ш

Рис. 2. а - энергетический спектр валентных подзон (1,2) при ОУД (Р//[001], Р = 1.1 • 103 кГс/см2); б - структура распределения дырок (заштрихованные области) при ОУД в импульсном пространстве Н//[001], Е//[010]. I - Р//[001], И-Р = 0, Ш-Р//[100].

зависит эффективность межподзонной инверсии. Результаты эксперимента подтверждают влияние этих механизмов на накопление дырок в подзоне-2 в сильных Е±Н полях. В конфигурации Р // [Н*Е] межподзонное 2-Й туннелирование вносит отрицательный вклад в накоплении дырок в подзоне-2. Конфигурация Р±[Н*Е] является предпочтительной, что подтверждается увеличением интенсивности СДИКИ от давления (рис.З(а)). В данной конфигурации возможно даже туннелирование дырок из подзоны-1 в подзону-2, определяемое трубообразным распределением тяжелых дырок относительно направления приложения электрического поля.

а) б)

Рис. 3. Зависимость интенсивности СДИКИ от электрического поля при ОУД для различных значений магнитных полей. 1+5. Р = 0; 1,+5'. Р = 1.1*103 кГс/см2; 1, 1'. Н = 0; 2, 2'. Н = 1кЭ; 3, 3'. Н = ЗкЭ; 4, 4'. Н = 6кЭ; 5, 5'. Н = 12кЭ.

В разделе 2.5 обсуждаются результаты исследований, направленных на достижение оптимальной конфигураций воздействия Е, Н, Р полей для получения и управления параметрами индуцированного излучения на горячих дырках в германии.

Образцы, в которых реализовался лазерный эффект, имели вид прямоугольных параллелепипедов с плоскопараллельностью противоположных граней не хуже 10". Генерация регистрировалась в полосе чувствительности фотоприемников Се<Са>. При приложении давления в конфигурации Р_ЦН*Е], когда Е // [110], Н И Р//[111] зона генерации немонотонно расширяется с одновременным ее смещением в сторону больших значений электрического и магнитных полей. При этом интенсивность излучения возрастает до 1.5 раза. В конфигурации Р//[Н»Е], когда Е//[1Т0], Н//[112],

Р//[111] с увеличением давления зона генерации смещается в сторону больших значений электрического поля и меньших величин магнитного поля. При давлении Р=500кГс/см2 зона генерации в области исследуемых значений Е, Н полей исчезает.

Результаты эксперимента показывают, что эволюция зоны генерации по Е и Ь полям в первой конфигурации, изменение ее интенсивности при ОУД являютс; следствием изменения энергетического спектра дырок и результирующего увеличена аккумуляции дырок в подзоне-2, из-за подавлений межподзонного примесногс рассеяния и межподзонного 2-И туннелирования дырок.

Во второй конфигурации заселенность подзоны-2 при ОУД уменьшается вследствие межподзонного 2-И туннелирования дырок через точек смешивани: состояний подзон.

В третьей главе обсуждаются результаты исследований динамическое разогрева и свойств системы горячих дырок германия в Е±Н полях при ОУД кристалл, методами измерения гальваномагнитных характеристик и циклотронного резонанса.

В разделе 3.1 описан развитый в этой работе импульсный метод «тока Холла: для исследования гальваномагнитных характеристик системы горячих носителе! заряда. В отличие от метода ЭДС Холла, традиционно используемого дл! исследования гальваномагнитных эффектов горячих носителей в полупроводниках, I данной работе впервые использован метод «тока Холла». Данный метод позволяв проведение измерений на образцах «короткой» геометрии, что является необходимы! условием для определения анизотропии функции распределения горячих носителей ш диссипативному 1Й(Н) и холловскому - 1н(Н) токам от величины магнитного поля Непосредственное измерение значения холловского тока - 1„ является более точным i обладает преимуществом наглядности при интерпретации результатов эксперименте так как исключаются промежуточные расчеты и измеряемая величин; пропорциональна -1„

В разделе 3.2 приведена методика вычисления характеристик системы горячи носителей заряда из результатов экспериментальных измерений, которые позволяю анализировать особенности гальваномагнитных эффектов.

В разделе 3.3 изложены результаты исследований гальваномагнитных эффекто в р-ве в сильных Е±Н полях при температурах 4.2К и 77.3К, в условиях одноосно деформации кристалла.

Исследованы гауссамперные зависимости диссипативного тока - 1ц I холловского тока для различных значений полного электрического поля. Факторами определяющими крутизну спада гауссамперных характеристик, являются анизотропи эффективных масс дырок в подзонах, концентрация дырок в подзонах, а такж< функция распределения легких и тяжелых дырок. Резкий спад диссипативного тока I сильных Е±Н полях происходит при достижении магнитным полем критическо!

величины НС(1,2)=Е»С*(2т,12/^о)1/2, (где ггн.г - эффективные массы дырок подзон 1 и 2, Ео - энергия оптического фонона) что указывает на возникновение в подзонах 1 или 2 областей накопления дырок. Обнаружено небольшое расхождение между экспериментально измеренными и вычисленными значениями критического значения магнитного поля для дырок легкой подзоны. Показано, что это несоответствие обусловлено появлением побочных замкнутых траекторий дырок. ОУД приводит к возрастанию диссипативного тока при Н=0 и увеличению крутизны его спада с ростом величины магнитного поля. Обсуждаются механизмы, приводящие к изменению гальваномагнитных характеристик при воздействии ОУД. Из экспериментальных зависимостей - ¡¿(Е) и ¡„(Е) оценено соотношение концентрации дырок в легкой и тяжелой подзонах - п2/П1 для температур 4.2К и 77К. Определить изменение концентраций дырок в подзонах при воздействии ОУД не удалось из-за сложности необходимых расчетов.

В разделе 3.4 анализируется возможность возникновения статической отрицательной дифференциальной проводимости и низкочастотной неустойчивости. Результаты эксперимента показывают, что характер изменения диссипативного и холловского токов при ОУД в зависимости от полного напряжения - Е^ имеет неоднозначный вид, и в нелинейных областях критерий низкочастотной неустойчивости имеет отрицательное значение.

Разделы 3.5-3.6 посвящены исследованию системы горячих дырок Се в Е±Н полях при ОУД методом циклотронного резонанса. Спектры ЦР дают информацию о разогреве дырок, деформации их функции распределения, перераспределении дырок между подзонами.

В работе использовалась методика исследования ЦР горячих дырок Се, основанная на возбуждении и разогреве носителей импульсом электрического поля. Измерения проводились при 4.2К на линейно поляризованных волнах с частотой 35 Ггц и 72 Ггц. С увеличением напряженности электрического поля интенсивность поглощения для легких дырок проходит через максимум. Дальнейшее увеличение электрического поля приводит к расширению и смещению линий ЦР в сторону больших магнитных полей. Приложение давления сильно деформирует спектр ЦР дырок обеих подзон. Появляется новая линия ЦР с циклотронной массой т = 0,15то. С ростом давления интенсивность правого крыла линии ЦР подзоны-2 увеличивается, что связано с изменением эффективной массы дырок и появлением второй гармоники

циклотронной частоты. Подобная же картина изменения спектров ЦР наблюдается и н частоте 72 Ггц.

Измерения интегральной интенсивности линии ЦР подзоны-2 позволяю оценить концентрацию аккумулированных дырок в этой подзоне. Интегральна интенсивность линии ЦР в зависимости от частоты и конфигурации воздействия Е, Н, полей имеет различный характер. На частоте 72 Ггц при конфигурации поле Р // Н // [001 ] _L Е // [010] давление приводит к возрастанию интегрально интенсивности линии ЦР, а при Р // [001] X Н // [100] _LЕ // [010] интегральна интенсивность падает. На частоте 35 Ггц результаты эксперимента показывают, чт воздействие ОУД в обеих конфигурациях полей приводит к уменьшению интегрально интенсивности линии ЦР дырок подзоны - 2. Однако, когда направление холловског дрейфа дырок совпадает с направлением деформации Р // [Н»Е], спад имеет боле крутой характер. Показано, что особенности циклотронного резонанса дырок н различных частотах при ОУД обусловлены изменением напряженностей Е и Н поле1 которые определяют критерий накопления дырок в подзоне.

В четвертой главе приводятся результаты экспериментального обнаружения исследования интенсивной генерации СБММ излучения в неравновесной систем электронно-дырочная плазма/ экситоны в кремнии, образованной диссоциацие экситонов в сильном электрическом поле при гелиевых температура: Фотовозбуждение экситонов в п - S¡<P> с концентрацией примесей N^Na= 8« 1012см осуществлялось от источника монохроматического излучения с энергией кванте Si

Tico = 1,53B>eg . СБММ излучение во время подачи импульса электрического пол

регистрировалось в диапазоне волн Я =80-н 120 мкм.

На рис.4 показаны экспериментальные зависимости интенсивности излучения с электрического поля и вольтамперные характеристики (интегрированные по времени Особенностью наблюдаемого излучения является зависимость интенсивност излучения от амплитуды тока через образец. Интенсивность излучения проявляв модуляцию аналогичную току. Интегральная интенсивность данного излучена намного превосходит интенсивность спонтанного СБММ излучения в p-Gi обусловленную межподзонной инверсией горячих дырок в Е±Н полях. Такой выво сделан на основе экспериментального исследования и расчета интенсивност

спонтанного излучения на одну дырку - lce ^al в p-Ge с концентрацией примесе

Мсе=Мд—N0 = Ю14 см"3 при кристаллографической ориентации образца с Е // [110]±Н // [111], (Е = 500 В/см, Н = 5.5 кЭ). Эта сравнительная оценка показала,что

2 /СеЛ£>1

где - интенсивность спонтанного излучения Б!; N31 - общая концентрация носителей в БК

Обсуждаются возможные физические механизмы, лежащие в основе данного излучения. Показано, что основным механизмом обнаруженного излучения является

испускание квантов - Й£У при переходе свободных носителей на экситонные уровни.

В образцах, изготовленных в виде ' прямоугольного параллелепипеда с

размерами 3,0 X 5,0 X 60,0мм3 с плоскопараллельностью противоположных граней не хуже -5", являющиеся резонаторами, на модах полного внутреннего отражения наблюдался интенсивный рост излучения. Существование пороговых значений интенсивности фотовозбуждения экситонов, а также пороговая величина электрического поля свидетельствуют об индуцированном характере

800 1000 £,8/см

Рис. 4. Зависимость интенсивности СБММ излучения от электрического поля (кривая 1), излучения, и ВАХ (2) образца при Т = 4,2 К. Ее - пороговое электрическое поле пробоя экситонов.

Основные результаты и выводы.

1. Впервые, методом регистрации СДИКИ исследованы эффекты динамически разогрева дырок германия в сильных Е, Н полях в условиях ОУД кристалла пр гелиевых температурах. Обнаружена вариантная зависимость интенсивное! СДИКИ от давления при различных конфигурациях приложения электрическо! поля и деформации, а также ее зависимость от кристаллографической ориентацк образца. При EJ.P с ростом давления интенсивность излучения, обусловлена межподзонными оптическими переходами 2-И, монотонно уменьшается, чп объяснено расщеплением подзон и сильным спадом функции распределены дырок от давления. При Е// Р интенсивность 2-И излучения с ростом давлени увеличивается, что связано с перемещением области постоянных энерги

£2<P)-£i(p)=ftfi> «12мэв в области фазового пространства, где локализован

легкие дырки. Когда величина расщепления подзон оказывается сравнимой с средней энергией легких дырок, наблюдается спад интенсивности излучени: обусловленный уменьшением концентрации дырок в подзоне - 2.

2. Исследованы эффекты динамического разогрева дырок Ge в сильных Е±Н пол; при ОУД кристалла по главным кристаллографическим направлениям конфигурациях, когда направление холловского дрейфа дырок ориентирован вдоль Р // [Н*Е] и поперек Р± [Н*Е] направления деформации. Обнаружено, чт перезаселенность подзоны - 2 существенно зависит от взаимного расположен!' точек смешивания состояний подзон при ОУД в импульсном пространстве плоскости расположения главной траектории дырок. Показана, существенносп механизма межподзонного 2-Й туннелирования дырок через точки смешивам состояний на инверсию населенностей подзон.

3. Впервые с применением метода «тока Холла» исследованы гальваномагнитнь эффекты горячих дырок германия в сильных Е J.H полях при ОУД. Из измереннь гауссамперных и холловских характеристик получена зависимость соотношени концентраций дырок в подзонах 1 и 2, определяемых значениями Е и Н полей пр температурах 4.2К и 77К. Проведен анализ на возникновение статической ОДП низкочастотной неустойчивости системы горячих дырок при 4.2I

Полученные результаты указывают на потенциальность возникновения низкочастотной неустойчивости. ОУД увеличивает критерий возникновения этой неустойчивости.

4. Разработана методика и впервые проведены исследования по изучению спектров ЦР горячих дырок германия в сильных Е±Н полях при ОУД кристалла на частотах 35 Ггц и 72 Ггц. Воздействие ОУД приводит к сильному изменению спектров ЦР. При ОУД изменяется интенсивность линии ЦР легких и тяжелых дырок, перемещаются линии ЦР, появляется линия ЦР, соответствующая носителям отщепленной подзоны. На частоте 72 Ггц обнаружено, что конфигурация полей Р± [Н» Е] при ОУД приводит к увеличению интегральной интенсивности линии ЦР легких дырок, а в конфигурации Р // [Н»Е] ОУД уменьшает интегральную интенсивность линии ЦР.

5. На основе результатов, полученных в главах 2 и 3, определена оптимальная конфигурация приложения Е, Н, Р полей, которая улучшает параметры источника индуцированного излучения на р - Се. Наиболее оптимальным является приложение ОУД перпендикулярно к плоскости расположения главных траекторий дырок, что снимает точки смешивания состояний подзон в этой плоскости. На примере лазерного образца продемонстрировано влияние конфигураций приложения Е, Н, Р полей на параметры индуцированного излучения, которые позволили существенно повысить интенсивность излучения на 2 порядка и значительно расширить диапазоны генерируемых частот.

6. Исследованы динамические процессы в неравновесной электронно-дырочной плазме в кремнии, образованные диссоциацией фотовозбужденных экситонов в сильном электрическом поле при гелиевых температурах. Обнаружена интенсивная генерация СБММ излучения (Л=80-120мкм) неравновесной ЭДП. Проанализированы физические механизмы, приводящие к возникновению излучения. Показано, что наиболее вероятным является механизм излучения, связанный с испусканием квантов при переходе свободных носителей на экситонные уровни. На лазерном образце кремния, представляющего оптический резонатор с полным внутренним отражением, продемонстрирована возможность получения индуцированного излучения.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Баширов Р.И., Мусаев A.M. Спонтанное дальнее инфракрасное излучение гауссамперные характеристики р - Ge в сильных Е±Н полях.// Сб. научн. т| «Фото и электрические явления в полупроводниках», Махачкала, 1985, с. 79-88.

2. Баширов Р.И., Гавриленко В.И., Красильник З.Ф., Мусаев A.M., Никоноров В.В Потапенко С.Ю., Чернобровцева М.Д.Межподзонные оптические переходы горяча дырок в одноосно деформированном германии, - ФТП, 1988, Т.22,в.З, с.479-484.

3. Мусаев A.M. Гальваномагнитные эффекты горячих дырок в германии пр одноосной упругой деформации.// Сб. научн. тр. «Транспортные и магнитнь явления в полупроводниках и металлооксидах», Махачкала, 1989, с. 24-33.

4. Баширов Р.И., Мусаев A.M., Анапольский Н.М. Межподзонное излучение горяче дырок в Ge в сильных E.LH полях при одноосной упругой деформации.//Тез. док: VII Всесоюзный симпозиум «Плазма и неустойчивости в полупроводниках: Паланга, 1989, ч.И, с. 207-210.

5. Мусаев A.M. Межподзонное излучение горячих дырок в Ge в сильных Е±Н поля при одноосной упругой деформации. - ФТП, 1991, т.25, в.З, с. 518-522.

6. Мусаев A.M. Циклотронный резонанс горячих дырок германия в ElH полях пр одноосной упругой деформации.// Сб. научн. тр. «Транспортные явления полупроводниках в сильных полях» Махачкала, 1991, с. 4-10.

7. Баширов Р.И., Гаджиалиев М.М., Мусаев A.M. Обнаружение субмиллиметрово! излучения неравновесной электронно-дырочной плазмы в кремнии при 4.2К Письма в ЖЭТФ, 1993, т.58, в.9, с. 718-721.

8. Баширов Р.И., Гаджиалиев М.М., Мусаев A.M. Субмиллиметровое излучем неравновесной электронно-дырочной плазмы в кремнии при 4.2К. // "й3 Российскг конференция по физике полупроводников, Н. Новгород, 1993, т.2, с. 281.

9. Баширов Р.И., Гаджиалиев М.М.,Мусаев A.M. Генератор субмиллиметрово! излучения.// Патент на изобретение № 2084996, зарегистрирован 20 июля 1997 г.

10. Мусаев A.M. Автосолитоны в системе - электронно-дырочная плазма/ экситоны кремнии при температуре 4.2К.// ФТП, 1999, т. 33, в. 10, с. 1183-1186.

11. Мусаев A.M. Циклотронный резонанс горячих дырок германия при однооснс упругой деформации кристалла.// Тез.докл. международной конф. «Фазовь переходы и нелинейные явления в конденсированных средах», Махачкала, 200 с.28

Литература

1. Субмиллиметровые лазеры на горячих дырках в полупроводниках.// Под ред. Андронова A.A., Горький, 1986.

2. Полупроводниковые лазеры на циклотронном резонансе.// Сб. научн. тр., Горький, 1986.

3. Стариков Е.В., Шикторов П.Н. Эффективность твердотельных источников излучения на основе объемных эффектов в дырочном германии. // ФТП, 1986,т. 20, в. 6, с. 1076-1083.

4. Komiyama S, Kuroda S. Remarkable effects of uniaxial stress on the-infrared laser emission in p - type Ge.ll Phys. Rev (B), 1988, V. 38, p. 1274-1280.

5. Демиховский C.B., Муравьев A.B., Павлов С.Г., Шастин В.Н. Перестройка спектра излучения лазера на р - Ge при одноосной деформации// ФТП, 1990, т. 24, в. 12, с.2152-2154.

6. Алтухов И.В., Каган М.С., Синие В.П. Межзонное излучение горячих дырок в Ge при одноосном сжатии. // Письма в ЖЭТФ, 1998, т. 47, в. 3, с. 136-138.

Введение.

Глава I. Горячие носители заряда в полупроводниках и методы формирования инверсных распределений.

1.1. Динамический разогрев и инверсия распределений горячих дырок германия в скрещенных электрическом и магнитном полях.

1.2. Дальнее инфракрасное излучение горячих дырок в Ое при прямых оптических переходах между подзонами тяжелых и легких дырок.

1.3. Гальваномагнитные эффекты горячих дырок германия в скрещенных электрическом и магнитном полях.

1.4. Циклотронный резонанс дырок германия в сильных Е1Н полях.

1.5. Неравновесное дальнее инфракрасное излучение полупроводников. (Обзор).

Глава И. Дальнее инфракрасное излучение горячих дырок германия при одноосной упругой деформации (ОУД) кристалла.

2.1. Методика исследования дальнего инфракрасного излучения горячих носителей заряда в полупроводниках.

2.2. Энергетический спектр дырок и эффективные массы плотности состояний валентной зоны германия при ОУД.

2.3. Межподзонные оптические переходы дырок в одноосно деформированном Ое в сильных электрических полях.

2.4. Исследование влияния ОУД на межподзонную инверсию горячих дырок германия в Е1Н полях.

2.5. Индуцированное излучение горячих дырок ве при ОУД кристалла.

2.6. Основные результаты полученные в главе II.

Глава III. Диагностика неравновесных распределений горячих дырок в Ое при

ОУД кристалла по их гальваномагнитным характеристикам и циклотронному резонансу.

3.1. Импульсный метод «тока Холла» в исследовании гальваномагнитных характеристик системы горячих носителей заряда.

3.2. Определение характеристик горячих дырок германия в магнитном поле из экспериментальных измерений.

3.3. Гальваномагнитные эффекты дырок германия в сильных Е±Н полях при 4,2К и 77,ЗК.

3.4. Критерий отрицательной дифференциальной проводимости и неустойчивости горячих дырок германия в магнитном поле при ОУД кристалла.

3.5. Методика экспериментального исследования спектров циклотронного резонанса дырок германия в сильных ELH полях.

3.6. Спектры циклотронного резонанса дырок в германии в сильных ELH полях.

3.7. Основные результаты полученные в главе III.

Глава IV. Дальнее инфракрасное излучение неравновесной электроннодырочной плазмы кремния.

4.1. Методика исследования дальнего инфракрасного излучения неравновесной электронно-дырочной плазмы кремния.

4.2. Исследование дальнего инфракрасного излучения неравновесной электронно-дырочной плазмы кремния.

4.3. Основные результаты полученные в главе IV.

В последнее время интенсивно проводятся исследования процессов, связанных с динамическим разогревом носителей заряда в полупроводниках. Характер движения носителей в большей мере определяется конфигурацией взаимодействия электрических (Е) и магнитных (Н) полей. От взаимной ориентации Е и Н полей функция распределения носителей может претерпевать кардинальные изменения, сильно деформируясь в пространстве квазиимпульсов.

Недавние исследования этих неравновесных процессов показали, что не только разогрев носителей, но и сама деформация их функции распределения вызывает появление в полупроводниках инверсных распределений горячих носителей заряда, представляющих не только научный, но и практический интерес. Такие свойства системы горячих носителей заряда привели к созданию различных типов квантовых генераторов электромагнитного излучения в дальнем инфракрасном и субмиллиметровом (СБММ) диапазонах волн [1,2]. Успех этот связан, в первую очередь, с источниками электромагнитного излучения, основанными на инверсии в распределении и динамической отрицательной дифференциальной проводимости (ОДП) горячих дырок в германии. Эти источники стимулированного излучения на горячих носителях в р - Ое перекрыли почти всю область спектра (от 80 мкм до 3 мм) между традиционными полупроводниками ИК-лазерами и СВЧ-диодами.

Проводятся исследования по улучшению характеристик уже созданных квантовых генераторов на р - Ое, так как все эти источники стимулированного излучения на р - Ое обладают довольно низким КПД ~ л ("Л «0,5%) [3]. Кроме того, наблюдаются также некоторые существенные расхождения между экспериментом и теорией - сравнительно слабо выраженная экспериментальная зависимость эффекта стимулированного излучения от угла между Н и Е -полями, незначительный коэффициент усиления а<эксп = 0,01-0,030^ (тогда как теоретическое значение атеор. — 1), отсутствие в эксперименте явной зависимости частоты генерации дальнего ИК - излучения от величины электрического поля, а также скачок частоты стимулированного излучения и ухудшение условий генерации при определенных значениях Н и Е - полей [1]. Поэтому актуальной задачей является углубленное изучение физических процессов, лежащих в основе этих источников и поиск новых возможностей улучшения их параметров.

Ввиду того, что все типы квантовых генераторов на горячих носителях заряда в р - Ое неразрывно связаны с вырождением валентной зоны в точке р=0, а также выраженной анизотропией эффективной массы тяжелых дырок, является существенным в проведении исследований по выявлению влияния этих факторов на инверсное распределение горячих дырок в германии. Эффективным способом воздействия на эти факторы является одноосная упругая деформация (ОУД) кристалла, которая существенно меняет энергетический спектр носителей, позволяет воздействовать на вероятность межподзонного рассеяния, на функцию распределения и высокочастотную проводимость горячих дырок. Исследования при ОУД создают предпосылки для обоснования физических моделей, лежащих в основе работы этих активных приборов и способствуют улучшению их параметров.

К моменту постановки нами настоящей задачи в литературе отсутствовали данные об исследовании эффектов динамического разогрева дырок в германии в условиях ОУД кристалла. Известные автору экспериментальные работы касались, в основном, исследований характеристик инверсии в зависимости от значений Н и Е - полей, и от кристаллографической ориентации образцов. Опубликованы были также данные по исследованию гальваномагнитных эффектов и циклотронного резонанса в сильных Е I Н полях и теоретические представления об эффектах динамического разогрева дырок в Ое.

Рассматриваемые явления, возникающие при динамическом разогреве в таких системах, происходят при энергиях, меньших энергии оптического фонона, что составляет для германия РМ)0 = 37мэВ. В данной работе при изучении свойств системы горячих носителей заряда в р - ве в сильных Н и Е -полях при их энергиях 8 <%со0 исследованы эффекты, основанные на изменении энергетического спектра при к=0, изменении эффективных масс носителей, плотности состояний подзон, изменении механизмов рассеяния, которые эффективно управляются посредством ОУД кристалла.

Многочисленные исследования как у нас, так и за рубежом, проведенные в последнее время по выявлению влияния ОУД на излучение горячих дырок в Ое, подтвердили правильность выбора данного направления. В этих работах было показано, что ОУД р-<те уменьшает пороговые значения Н и Е - полей, при которых возникает индуцированное излучение [4], расширяет спектр генерации [5], увеличивает интенсивность излучения на 2-гЗ порядка [4]. Авторы работы [6] наблюдали сильный рост интенсивности излучения из рЧЗе при Р>6кБар и Р//Е//[111] без воздействия магнитного поля. В последующих работах было показано, что стимулированное излучение обусловлено появлением резонансных состояний, возникающих при расщеплении четырехкратно вырожденного акцепторного уровня под действием деформации

7].

В последнее время как у нас, так и за рубежом, все большее внимание уделяется разработке твердотельных источников излучения с более высокими параметрами, с использованием других полупроводниковых материалов - р—81, р-ваАв, р-1п8Ь, алмаза, карбида кремния, а также различных полупроводниковых структур - сверхрешетки, структур с квантовыми ямами и др. Кроме того, появился ряд идей, позволяющих говорить о том, что помимо уже известных эффектов могут быть использованы и другие явления в плазме полупроводников, приводящие к инверсным распределениям и к ОДП в субмиллиметровой области спектра. Эти исследования и их реализация могут привести к получению генерации при более высоких температурах Т>77К, а также без использования магнитного поля.

Проведенные нами в последнее время исследования по изучению динамических процессов в неравновесной электронно-дырочной плазме (ЭДП) в кремнии, образованной диссоциацией фотовозбужденных экситонов в сильном электрическом поле при 4,2К, позволили обнаружить интенсивную генерацию СБММ излучения в диапазоне Я = 80-П20ж/ш. Результаты этих исследований привели к созданию источника индуцированного СБММ излучения без использования магнитного поля.

Исследования в данном направлении актуальны и представляют, не только научный, но и практический интерес, обусловленный возможностью создания новых типов полупроводниковых лазеров и мазеров, приемлемых для широкого использования.

Целью настоящей работы является:

- экспериментальное исследование свойств системы горячих дырок в германии в сильных электрическом и магнитном полях при одноосной упругой деформации кристалла;

- исследование механизма впервые обнаружено нами субмиллиметрового излучения в неравновесной ЭДП в кремнии, образованной диссоциацией фотовозбужденных экситонов в сильном электрическом поле.

Спецификой экспериментальных исследований является необходимость проведения измерений при гелиевых температурах, когда рассеянием носителей на акустических фононах можно пренебречь. Кроме того, гелиевые температуры являются необходимым условием для функционирования использованных фотопремников в СБММ области спектра.

В результате выполненных в данной работе исследований эффектов динамического разогрева дырок германия при ОУД в сильных Н и Е - полях посредством диагностики спонтанного дальнего инфракрасного излучения (СДИКИ), гальваномагнитных характеристик, спектров циклотронного поглощения изучены:

- закономерности изменения интенсивности СДИКИ в зависимости от значений Е, Н, Р полей, а также от конфигурации приложения этих полей;

- изменения факторов расщепления подзон, плотности их состояний, механизма межподзонного рассеяния на ионизированных примесях, межподзонного туннелирования при ОУД и его влияния на межподзонную инверсию дырок в германии;

- впервые обнаружена интенсивная генерация СБММ излучения в неравновесной ЭДП кремния при диссоциации экситонов в сильном электрическом поле.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней получен ряд новых физических результатов, основные из которых составляют положения, выносимые на защиту:

1. Установлено, что одноосная упругая деформация кристалла приводит к сильному изменению эффектов динамического разогрева дырок германия в сильных Е и Н полях и существенно влияет на спонтанное и индуцированное ДИКИ, обусловленные межподзонной инверсией дырок.

2. Показано, что при одноосной деформации на межподзонную инверсию горячих дырок в ве существенно влияет относительное расположение в квазиимпульсном пространстве точек смешивание состояний подзон и траекторий носителей, которые определяются конфигурацией приложения Е, Н, Р полей.

3. Впервые обнаружена интенсивная генерация СБММ излучения (А = 80 н-120 мкм) в неравновесной ЭДП кремния при диссоциации фотовозбужденных экситонов в сильном электрическом поле, что привело к разработке источника индуцированного излучения без использования магнитного поля.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. В первой главе приведен краткий обзор теоретических и экспериментальных работ по исследованию эффектов динамического разогрева дырок в германии и

4.3. Основные результаты полученные в главе 4. 1. Исследованы динамические эффекты в неравновесной системе электронно-дырочная плазма - экситоны в кремнии при ударной ионизации экситонов в постоянном электрическом поле при гелиевых температурах. Обнаружена интенсивная генерация субмиллиметрового излучения (А,«80-И20 мкм) неравновесной ЭДП.

134

2. На оптически толстых образцах кремния представляющих собой резонаторы с полным внутренним отражением, осуществлено индуцированное излучение регистрируемое фотоприемником в диапазоне А,«80-И20 мкм длин волн.

3. Предложен механизм объясняющий генерацию СБММ излучения, заключающийся в испускании оптических квантов при переходе свободных носителей на экситонные уровни.

135

Заключение

В результате выполненных в данной работе исследований получены следующие основные результаты и выводы:

1. Впервые, методом регистрации спонтанного дальнего ИК излучения исследованы эффекты динамического разогрева дырок германия в сильных е, Н полях в условиях ОУД кристалла при гелиевых температурах. Обнаружено вариантное изменение зависимости интенсивности СДИКИ от давления и от конфигурации приложения электрического поля к направлению деформации, а также его зависимость от кристаллографической ориентации кристалла. При Е1Р с ростом давления интенсивность излучения, обусловленная межподзонными оптическими переходами 2-Я, монотонно уменьшается, что объясняется расщеплением подзон и сильным спадом функции распределения дырок от давления. При Е//Р интенсивность 2-Я излучения с ростом давления увеличивается, что связано с перемещением области постоянных межподзонных энергий Е2(р)- Е\(р) = Тм) в область фазового пространства где локализованы легкие дырки. Когда величина расщепления подзон оказывается сравнимой со средней энергией легких дырок, наблюдается спад интенсивности излучения, обусловленный уменьшением концентрации дырок в подзоне - 2.

2. Методом регистрации СДИКИ исследованы эффекты динамического разогрева дырок в сильных Е1Р полях при деформации кристалла по главным кристаллографическим направлениям, когда направление холловского дрейфа дырок ориентировано вдоль Р//[Е-Н] и поперек Р1[Е-Н] направлений деформации. Обнаружено, что перезаселенность подзоны - 2 существенно зависит от расположения точек смешивания состояний подзон при ОУД в импульсном пространстве по отношению к направлению холловского дрейфа дырок. Сделан также вывод о важности фактора межподзонного 2-Я туннелирования дырок через точки смешивания состояний на инверсию населенностей подзон.

3. Впервые с применением метода «тока Холла» исследованы гальваномагнитные эффекты горячих дырок германия в сильных Е1Н полях при ОУД. Исследованы гауссамперные и вольтамперные характеристики в условиях одноосной деформации кристалла. Получена экспериментальная зависимость соотношения концентраций носителей в подзонах 1 и 2 в зависимости от величины Е и Н полей для температур 4,2 К и 77 К. Проведен анализ на возможность возникновения статической ОДП и низкочастотной неустойчивости системы горячих дырок германия при 4,2К. Полученные результаты показали на возможность возникновения низкочастотной неустойчивости. ОУД увеличивает критерий возникновения этой неустойчивости.

4. Разработана методика и впервые проведены исследования по изучению спектров ЦР горячих дырок германия в сильных Е1Н полях при ОУД кристалла на частотах 35ГГц и 72ГГц. Воздействие ОУД приводит к сильному изменению спектров ЦР. При деформации изменяется интенсивность линии ЦР легких и тяжелых дырок, приводит к их смещению, появляется линия ЦР соответствующая носителям отщепленной подзоны. Обнаружено, что на частоте 72 ГГц в конфигурации когда Р1[ЕН] деформация приводит к увеличению интенсивности линии ЦР легких дырок, а в конфигурации когда Р// [ЕН] интенсивность линии ЦР падает.

5. На основе результатов полученных в главах 2 и 3 определена оптимальная конфигурация приложения Е, Н, Р полей для осуществления индуцированного излучения в р - ве. Наиболее оптимальным является воздействие ОУД, которое бы снимало точки вырождения подзон в плоскости прохождения главных траекторий дырок, т.е. когда направление деформации перпендикулярно к направлению холловского дрейф дырок. На примере лазерного образца продемонстрировано влияние конфигурации приложения Е, Н, Р полей на параметры индуцированного излучения, где показана возможность повышения интенсивности излучения на 2 порядка и расширения диапазона генерируемых частот.

6. Исследованы динамические процессы в неравновесной электронно-дырочной плазме в кремнии образованные диссоциацией фотовозбужденных экситонов в сильном электрическом поле при гелиевых температурах. Обнаружена интенсивная генерация СБММ излучения (Х«80-И20мкм) неравновесной ЭДП. Проанализированы физические механизмы приводящие к возникновению излучения. Показано, что наиболее вероятным является механизм, связанный с испусканием квантов при переходе свободных носителей на экситонные уровни. На лазерном образце кремния представляющего собой оптический резонатор с полным внутренним отражением продемонстрирована возможность получения индуцированного излучения.

Материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Баширов Р.И., Мусаев A.M. Спонтанное дальнее инфракрасное излучение и гаусс-амперные характеристики р - Ge в сильных Е±Н полях.// Сб.научн.тр. «Фото- и электрические явления в полупроводниках», Махачкала, 1985, с.79-88.

2. Баширов Р.И., Гавриленко В.И., Красильник З.Ф., Мусаев A.M., Никоноров В.В., Потаненко С.Ю., Чернобранцева М.Д. Межподзонные оптические переходы горячих дырок в одноосно деформированном германии.// ФТПД988, Т.22, В.З, с.479-484.

3. Мусаев A.M. Гальваномагнитные эффекты горячих дырок в германии при одноосной упругой деформации.// Сб.научн.тр. «Транспортные и магнитные явления в полупроводниках и металлооксидах», Махачкала, 1989, с.24-33.

4. Мусаев A.M. Межподзонное излучение горячих дырок в Ge в сильных ELH полях при одноосной упругой деформации.// ФТП, 1991, Т.25, В.З, с.518-522.

5. Мусаев A.M. Циклотронный резонанс горячих дырок германия в ELH полях при одноосной упругой деформации.// Сб.научн.тр. «Транспортные явления в полупроводниках в сильных полях». Махачкала, 1991, с.4-10.

6. Баширов Р.И., Гаджиалиев М.М., Мусаев A.M. Обнаружение субмиллиметрового излучения неравновесной электронно-дырочной плазмы в кремнии при 4,2К.// Письма в ЖЭТФ, 1993, Т.58, В9, с.718-721.

7. Баширов Р.И., Гаджиалиев М.М., Мусаев A.M. Генератор субмиллиметрового излучения.// Патент на изобретение №2084996, зарегистрирован 20 июля 1997.

8. Мусаев A.M. Автосолитоны в системе-электронно-дырочная плазма экситоны в кремнии при температуре 4,2К.// ФТП, 1999, Т.ЗЗ, В.10, с. 11831186.

9. Баширов Р.И., Мусаев A.M., Анапольский Н.М. Межподзонное излучение горячих дырок в Ge в сильных ELH полях при одноосной упругой деформации./ЛГез.докл.УП -Всесоюзный симпозиум «Плазма и неустойчивости в полупроводниках», Паланга, 1989, ч.П, с.207-210.

Ю.Баширов Р.И., Гаджиалиев М.М., Мусаев A.M. Субмиллиметровое излучение неравновесной электронно-дырочной плазмы в кремнии при 4,2К. // 1"ая Российская конф. по физике полупроводников. Н.-Новгород, 1993, Т.2, с.281.

11. Мусаев A.M. Циклотронный резонанс горячих дырок германия при одноосной упругой деформации кристалла.// Тез. докл. международной конф. «Фазовые переходы и нелинейные явления в конденсированных средах», Махачкала, 2000, с.283.

В заключении автор выражает глубокую благодарность научным руководителям: чл. корр. РАН, проф. Камилову И.К. и д.ф-м.н. Гаджиалиеву М.М. за постоянное внимание к работе и большую помощь, Красильнику З.Ф. и Гавриленко В.И. за сотрудничество и полезное обсуждение результатов, Анапольскому Н.М. за помощь в создании экспериментальных установок и в проведении измерений.

1. Субмиллиметровые лазеры на горячих дырках в полупроводниках. Под ред. Андронова А.А., ИПФ АН СССР Горький, 1986, 185с.

2. Полупроводниковые лазеры на циклотронном резонансе. Сб. научн. Тр. ИПФ АН СССР, Горький, 1986,176с.

3. Стариков Е.В, Шикторов П.Н. Эффективность твердотельных источников излучения на основе объемных эффектов в дырочном германии.// ФТП, 1986, Т.20, В.6, с.1076-1083.

4. Komiyama S., Kuroda S. Remarkable effects of uniaxial stress on the infrared laser emission in p - tyre Ge. // Phys. Rev.(B), 1988, V.38, №2, p.1274-1280.

5. Демиховский C.B, Муравьев A.B., Павлов С.Г., Шастин B.H. // Перестройка спектра излучения лазера на р Ge при одноосной деформации.// ФТП, 1990, Т.24, В12, с.2151-2154.

6. Алтухов И.В., Каган М.С., Синие В.П. Межзонное излучение горячих дырок в Ge при одноосном сжатии.// Письма в ЖЭТФ, 1988, Т.47, В.З, с. 136-138.

7. Алтухов И.В., Каган М.С., Королев К.А., и др. Резонансные состояния акцепторов и стимулированное терагерцовое излучение одноосно деформированного германия.// ЖЭТФ, 1999, Т.115, В.1, с.89-100.

8. Kyrosawa N., Maeda Н. Monte Carlo Calculation of Hot Electron Phenomena. 1. Streaming in the Absence of a Magnetic Field.// Phys. Soc. Japan, V.31, №3, 1971, p.668-678.

9. Андронов А.А. Горячие электроны в полупроводниках и субмиллиметровые волны.// ФТП, 1987, Т.21, В.7, с. 1153-1187.

10. Pinson W.E., Bray A.// Experimental determination of the energy distribution function and analysis of the energy loss mechanism of hot. Carries in p - Ge.// Phys. Rev., 1964, V.136, №5A, p.1449-1466.

11. Brown M.A.C., Paige E.G.S. Electric field - induced modulation of the absorption due to inter band transitions of free holes in germanium.// Phys. Rev. Lett., 1961, V.7 №3, p.84-86.

12. Baynham A.C., Paige E.G.S. Anisotropy of the energy distribution function of hot holes in germanium.// Phys. Lett., 1963, V.6, №1, p.7-10.

13. Василюс И.И., Левинсон Н.Б. Генерация оптических фононов и гальваномагнитные эффекты при электронном распределении с большой анизотропией.// ЖЭТФ, 1966, Т.50, В.6, с.1660-1666.

14. М.Василюс И.И., Левинсон Н.Б. Гальваномагнитные эффекты в сильных электрических полях при неупругом рассеянии электронов.// ЖЭТФ, 1967, Т.52, В.4, с.1013-1024.

15. Козлов В.А., Мазов Л.С., Нефедов И.М., Заболоцкий Н.Р. Инверсия горячих носителей по уровням Ландау.// Письма в ЖЭТФ, 1983, Т.37, В.З, с. 142-144.

16. Воробьев Л.Е., Осокин Ф.И., Стафеев В.И., Тулупненко В.Н. Обнаружение инверсии заселенности горячих дырок в германии.// Письма в ЖЭТФ, 1981, Т.34, В.З, с.125-129.

17. Воробьев Л.Е., Стафеев В.И., Тулупненко В.Н., Пожела Ю.К., Стариков Е.В., Шикторов П.Н. Поглощение света горячими дырками в германии в скрещенных Е и H полях.// ФТП, 1985, Т.19, В.1, с.62-69.

18. Воробьев Л.Е., Стафеев В.И., Тулупненко В.Н., Пожела Ю.К., Стариков Е.В., Шикторов П.Н. Функция распределения горячих дырок в германии в скрещенных Е и H полях.// ФТП, 1985, Т.19, В.4, с.708-714.

19. Воробьев Л.Е., Данилов С.И., Стафеев В.И., Тулупненко В.Н., Пожела Ю.К., Стариков Е.В., Шикторов П.Н. Инверсия населенностей дырок и коэффициенты усиления света в германии в Е±Н полях.// ФТП, 1985, Т.19, В.7, с.1176-1181.

20. Андронов А.А., Козлов В.А., Мазов Л.С., Шастин В.Н. Об усилении далекого инфракрасного излучения в германии при инверсии населенностей «горячих» дырок.// Письма в ЖЭТФ, 1979, Т.ЗО, В.9, с.585-589.

21. Иванов Ю.А. Возгорание разогревной люминесценции в поперечном магнитном поле.// Письма в ЖЭТФ, 1981, Т.34, В.10, с.539-543.

22. Гавриленко В.И., Мурзин В.Н., Стоклицкий С.А., Чеботарев А.П. Наблюдение эффекта накопления легких дырок в Ge в скрещенных электрическом и магнитном полях по оптическим измерениям в дальней ИК области.// Письма в ЖЭТФ, 1982, Т.35, В.2, с.81-84.

23. Komiyama S. Far Infrared Emission from Population - Inverted Hot - Carries System in p - Ge.// Phys. Rev. Lett., 1982, V.48, p.271-274.

24. Pozhela Y.K., Starikov E.V., Shiktorov P.N. Population inversion due to separate shift and heating of light and heavy in semiconductors.// Phys. Lett., 1983, V.A96, №7, p.361-364.

25. Пожела Ю.К., Стариков E.B., Шикторов П.Н. Сдвиг распределений и инверсия населенностей легких дырок относительно тяжелых в Ge в скрещенных Е1В полях.// ФТП, 1983, Т. 17, В.5, с.904-909.

26. Пожела Ю.К., Стариков Е.В., Шикторов П.Н. Инверсная населенность дырок в дырочном германии в скрещенных электрическом и магнитном полях.// Литовский физ.сб., 1983, T.XXIII, №4, с.95-103.

27. Воробьев JI.E., Данилов С.Н., Стафеев В.И., Тулупненко В.Н. Механизм межподзонной инверсии населенности состояний горячих дырок в германии в Е1Н полях.// ФТП, 1987, Т.21, В.9, с.1600-1605.

28. Пожела Ю.К., Стариков Е.В., Шикторов П.Н. Инверсная населенность дырок в германии в скрещенных электрическом и магнитном полях. / В кн.: Инвертированные распределения горячих электронов в полупроводниках. Горький, 1983, с.119-134.

29. Воробьев JI.E., Осокин Ф.И., Стафиеев В.И., Тулупненко В.Н. Обнаружение генерации длинноволнового ИК излучения горячими дырками в германии в скрещенных электрическом и магнитном полях.// Письма в ЖЭТФ, 1982, Т.35, В.9, с.360-362.

30. Воробьев JI.E., Данилов С.Н., Стафеев В.И. Длинноволновое стимулированное излучение из дырочного германия в Е±Н полях./ Тез.докл. VI- Всесоюзный симпозиум «Плазма и неустойчивости в полупроводниках». Вильнюс, 1986, с.206-207.

31. Андронов A.A., Зверев И.В., Козлов В.А., Ноздрин Ю.Н., Павлов С.А., Шастин В.Н. Стимулированное излучение в длинноволновом ИК диапазоне на горячих дырках Ge в скрещенных электрическом и магнитном полях.// Письма в ЖЭТФ, 1982, Т.40, В.2, с.69-71.

32. Andronov A.A., Belyantsev A.M. е.а. Tunable hot hole FIR lasers and CR maser. //Physic, 1985, V.134B , p.210-222.

33. Ребане Ю.Т. Правила сумм для осцилляторов межподзонных и внутризонных переходов свободных дырок в кубических полупроводниках.// ФТТ, 1983, Т.25, В.6, с. 1894.

34. Андронов A.A., Гавриленко В.И., Додин Е.П., Красильник З.Ф., Чернобровцева М.Д. Динамика тяжелых дырок германия в скрещенныхэлектрическом и магнитном полях.// Препринт №40, ИПФ АН СССР, Горький, 1981, с.22.

35. Пожела Ю.К., Стариков Е.В., Шикторов П.Н. Влияние гофрированности валентной зоны германия на условия генерации дальнего ИК излучения в скрещенных ELH полях.// Литовский физ.сб. XXV, №4, 1985, с.7-18.

36. Муравьев A.B., Нефедов И.М., Ноздрин Ю.и., Шастин В.Н. Анизотропия валентной зоны и стимулированное излучение горячих дырок р Ge в скрещенных электрическом и магнитном полях.// ФТП, 1989, Т.23, В. 10, с.1728-1736.

37. Komiyama S. Hot carrier effects in semiconductors: inter valence band laser oscillation in Ge.// Proc. 18 th Int. Conf. Phycs. Semicond., Stockholm, 1986.

38. Баширов Р.И., Гавриленко В.И., Красильник З.Ф., Мусаев A.M., Никоноров В.В., Потапенко С.Ю., Чернобровцева М.Д. Межподзонные оптические переходы горячих дырок в одноосно деформированном германии.// ФТП, Т.22, В.З, 1988, с.479-484.

39. Vorobiev L.E., Danilov S.N., Stafeev V.l. Generation of far infrared radiation by hot holes in germanium and silicon in ELH fields.// Optical and Quantum Electronics, 1991, 23, p.S221 - S229.

40. Гавриленко В.И., Никоноров B.B. Субмиллиметровое излучение горячих дырок в одноосно деформированном Ge./ Тез. докладов «XII Всесоюзная конференция по физике полупроводников». Киев, 1990, ч.П, с. 175-176.

41. Алтухов И.В., Каган М.С., Королев К.А., Синие В.П., Смирнов Ф.А. Дальнее ИК излучение горячих дырок из одноосно сжатого германия.// ЖЭТФ, 1992, Т.101, В.2, с.756-763.

42. Мусаев A.M. Межподзонное излучение горячих дырок в Ge в сильных ELH полях при одноосной упругой деформации.// ФТП, 1991, Т.25, В.З, с.518-522.

43. Никоноров В.В. Исследование механизмов индуцированного излучения горячими дырками в Ge по их поглощению и излучению в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн./ Автореферат дис.к.ф-м.н. Горький, 1990.

44. Гавриленко В.И. Поглощение и испускание электромагнитного излучения дальнего ИК диапазона длин волн горячими дырками в германии./ Автореферат дис. Докт.ф-м.н. Нижний Новгород, 1991.

45. Алтухов И.В., Каган М.С., Королев К.А., Синие В.П. Электрические домены и дальнее ИК излучение в одноосно деформированном р Ge.// ЖЭТФ, 1993, Т.103, В.5, с.1829-1939.

46. Василюс И.И. Влияние легких дырок в р Ge на некоторые гальваномагнитные эффекты.// ФТТ, 1969, T.l 1, В.4, с.924-927.

47. Иванов Ю.Л., Ягодкин В.М. Экспериментальное обнаружение эффекта срыва диссипативных процессов в магнитном поле.// ФТП, 1970, Т.4, №3, с.627-630.

48. Иванов Ю.Л. К вопросу о срыве диссипативных процессов в магнитном поле.// ФПТ, 1971, Т.5, №1, с.183-185.

49. Калитенко Н.Г., Кичигин Д.А., Лобачев В.П. Гаусс амперные характеристики в р - Ge в сильных электрических полях.// Письма в ЖЭТФ, 1970, Т.11, с.528-531.

50. Гварджаладзе П.К., Иванов Ю.Л. Срыв генерации оптических фононов горячими дырками в магнитном поле.// ФТП, 1973, Т.7, с. 1328-1331.

51. Иванов Ю.Л. О гаусс амперных зависимостях диссипативного тока при стриминге в германии.// ФТП, 1981, Т.16, В.З, с.549-550.

52. Иванов Ю.Л. Исследование гаусс амперных характеристик и дальнего ИК - излучения горячих дырок в германии./Сб.н.тр. «Инвертированныераспределения горячих электронов в полупроводниках». Под ред. А.А. Андронова. ИПФ АН СССР, Горький, 1983, с.69-80.

53. Валов В.А., Козлов В.А., Мазов JI.C., Нефедов И.М. Обнаружение перенаселенности подзоны легких дырок р Ge в сильных скрещенных Е и Н полях.// Письма в ЖЭТФ, 1981, Т.ЗЗ, В. 11, с. 608-611.

54. Komiyama S. Streaming motion and population inversion of hot carriers in crossed electric and magnetic fields.// Adv. Phys., 1982, V.31, p.255-297.

55. Мусаев A.M. Гальваномагнитные эффекты горячих дырок в германии при одноосной упругой деформации./ В сб.: Транспортные и магнитные явления в полупроводниках и маталлооксидах. Махачкала, 1989, с.24-33.

56. Hanamura Е., Inui I., Toyorawa I. Cyclotron resonance of hot electrons in pure germanium,//Phys. Soc. Japan, 1962, V.17, p.666-675.

57. By Hisanao Sato. Cyclotron resonance of Hot Electrons in h tyre germanium. // Phys. Soc. Japan, 1963, V.18, №1, p.60-64.

58. Гурвич Ю.А. О циклотронном резонансе на горячих электронах.// ФТТ, 1963, Т.5, В.10, с.2786-2791.

59. Kawamura Н., Fukai М., Hayash Y. and Hashimura Т. Lincwidth of Cyclotron Resonance of Pure Germanium.//Phys. Soc. Japan, 1961, V. 16, p. 1646.

60. Kawamura H., Fukai M. and Hayash Y. Hot Electron Effect in Cyclotron Resonance of Germanium.//Phys. Soc. Japan, 1962, V.17, №6, p.970-974.

61. Гершензон E.M., Гусинский Э.М., Рабинович P.M., Соина H.B. Циклотронный резонанс горячих дырок в Ge. //ФТП, 1968, Т.2, В.З, с.324-331.

62. Благосклонская Л.Е., Гершензон Е.М., Гурвич Ю.А., Птицына Н.Г., Серебрякова Н.А. Циклотронный резонанс горячих электронов в кремнии и германии.// ФТТ, 1966, Т.8, В.2, с.332-341.

63. Гавриленко В.И., Додин Е.П., Красильник З.Ф., Ноздрин Ю.Н., Чернобровцева М.Д. Циклотронный резонанс горячих дырок германия впостоянных электрическом и магнитном полях ELH полях.// Письма в ЖЭТФ, 1982, Т35, В.10, с.432-435.

64. Горячие электроны в полупроводниках: стриминг и анизотропные распределения в скрещенных полях./ Сб.тр. под ред. Андронова A.A., Пожелы Ю.К. ИПФ АН СССР, Горький, 1983.

65. Ефимов Ю.А., Мандельштам Т.С., Мурзин В.Н., Чеботарев А.П., Чеботарев М.П. Циклотронный резонанс горячих носителей тока в германии в сильных электрическом и магнитном полях.// Препринт №52, ФИАН, Москва, 1985, с.26.

66. Гавриленко В.И., Додин Е.П., Красильник З.Ф., Никоноров В.В., Чернобранцев М.Д. Циклотронный резонанс горячих дырок германия.// ФТП, 1988, Т.22, В.7, с.1233-1238.

67. Акопян P.M., Саникидзе Д.Г. Циклотронный резонанс дырок в германии и кремнии в скрещенных полях.// ФТП, 1969, Т.З, В.7, с.1019-1027.

68. Kurosawa Т. Peculiar hot electron effects in crossed electric and magnetic fields.// J.de Phys., 1981, V.42, Suppl., №10, p.377-386.

69. Андронов A.A., Козлов В.А. Низкотемпературная отрицательная дифференциальная СВЧ проводимость в полупроводниках при неупругом рассеянии.// Письма в ЖЭТФ, 1973, Т. 17, №9, с. 124-128.

70. Чеботарев А.П. Излучение и поглощение субмиллиметровых волн горячими носителями заряда в германии в скрещенных электрическом и магнитном полях./ Дисс. на соискание уч.степ. к.ф-м.н., Москва 1990.

71. Муравьев A.B., Павлов С.Г., Шастин В.Н. Стимулированное излучение на переходах между возбужденными и основными состояниями акцепторной примеси в германии.// Письма в ЖЭТФ, 1990, Т.52, В.6, с.959-964.

72. Иванов Ю.Л., Васильев Ю.Б. Субмиллиметровое излучение горячих дырок германия в поперечном магнитном поле.// Письма в ЖТФ, Т.9, В. 10, 1983, с.613-616.

73. Васильев Ю.Б., Иванов Ю.Л. Частота стимулированного излучения при переходах через уровни Ландау легких дырок в германии.// Письма в ЖТФ, 1984, Т.10, В.15, с.949-953.

74. Васильев Ю.Б., Иванов Ю.М. Исследование некоторых характеристик стимулированного субмиллиметрового излучения в р Ge.// ЖТФ, 1986, Т.56, В.З, с.593-596.

75. Митягин Ю.А., Мурзин В.Н., Стоклицкий С.А., Трофимов Н.Е. *

76. Антипересечение уровней Ландау и стимулированное излучение горячих дырок в германии в области циклотронных переходов.// Письма в ЖЭТФ, 1987, Т.46, В.З, с.116-119.

77. Дьяков М.И., Перель В.И. Туннельные переходы в валентной зоне германия и инверсия зеселенностей уровней Ландау легких дырок.// ЖЭТФ, 1987, Т.92, В.1, с.350-357.

78. Kromer Н. Proposed Negative mass Microwave amplifier.// Phys. Rev., 1958, V.109, №5, p.856.

79. Андронов А.А., Белянцев A.M., Гавриленко В.И., Додин Е.П., Красильник З.Ф., Никоноров В.В., Павлов С.А. Индуцированное миллиметровое излучение горячих дырок германия в Е//Н полях (NEMAG на ЦР).// Письма в ЖЭТФ, 1984, Т.40, В.6, с.221-223.

80. Андронов А.А., Белянцев A.M., Гавриленко В.И., Додин Е.П., Красильник З.Ф., Никифоров В.В., Павлов С.А., Шварц М.М. Лазер на циклотронном резонансе горячих дырок германия с отрицательными эффективными массами.// ЖЭТФ, 1986, Т.90, В.1, с.367-85.

81. Воробьев Л.Е. Инверсия населенности и усиление дальнего ИК излучения при циклотронном резонансе горячих тяжелых дырок в германии.// Письма в ЖЭТФ, 1993, Т.58, В.11, с.868-873.

82. Wolff Р.А. Proposal for a cyclotron resonance maser in InSb./ Physics, 1964, V.l, №3, p.147-157.

83. Чеботарев А.П., Мурзин B.H. Излучение горячих электронов в Ge в скрещенных электрическом и магнитном полях в миллиметровом диапазоне.// Письма в ЖЭТФ, 1984, Т.40, В.6, с.234-236.

84. Мурзин В.Н., Чеботарев А.П. Генерация субмиллиметровых волн горячими электронами в скрещенных электрическом и магнитном полях.// Тезисы конф. по физике полупроводником., Минск, 1985, с.110-111.

85. Андо Т., Фаулер А., Стерн Ф. Электронные свойства двумерных систем./ М.: Мир, 1985, 416с.

86. Gornik Е., Tsui D.C. Voltage tuneable far - infrared emission from Si inversion layers.// Phys. Rev. Lett., 1976, V.37, №21, p.1425-1428.

87. Tsui D.A., Gornik E. Far infrared emission from Si - MOSFETS on high -index surfaces.// Appl. Phys. Lett., 1978, V.32, 36, p.365-367.

88. Hopfel R.A., Weimann G. Electron heating and free carrier absorption in GaAs/AlGaAs single heterostructures.// Appl. Phys. Lett., 1985, V.46, №3, p.291-293.

89. Gornik E. Magnetically tunable far infrared emitters and derectors./ In: Proc. Intern. Conf. Application of High Magnetic Fields in Semiconductor. Physics Grenoble, France, 1982, p.321-331.

90. Власов Г.К., Каленков С.Г., Купченко Г.А. Субмиллиметровое лазерное излучение на переходах между уровнями свободных экситонов в кристалле.// ФТТ, 1978, Т.20, В.6, с.1886-1888.

91. Бузинов Н.М., Фомичев А.А., Якшим М.А. Двухпараметрическое возбуждение активной среды с целью получения субмиллиметрового излучения./ Тез. докл. «XI Всесоюзной конференции по когерентной и нелинейной оптике», Ереван, 1982, ч.1, с.60-61.

92. Владимиров В.В., Волков А.Ф., Мейлихов Е.З. Плазма полупроводников./ М., Атомиздат, 1979, 254с.

93. Мажейка И.Р., Толутис Р. Излучательная рекомбинация неравновесных носителей заряда в Bi^Sb*.// Лит.физ.сб., 1992, 32, №2, с.290-294.

94. Генерация, усиление и индикация инфракрасного и оптического излучений с помощью квантовых систем.// УФН, 1960, Т.72, В.2, с.161-209.

95. Solomon S.N., Fan H.Y. Far infrared recombination emission in n - Ge and p- InSb.// Phys. Rev., 1970, V.B1, №2, p.662-671.

96. Thomas S.R., Fan H.Y. Far infrared recombination radiation from n - tyre Ge and GaAs.// Phys. Rev., 1974, V.B9, №10, p.4295-4305.

97. Шастин В.Н. Инверсия населенностей и высокочастотная отрицательная проводимость в сложной зоне при оптическом возбуждении.// ФТП, 1980, Т. 14, №3, с.557-559.

98. Шастин В.Н. О возможности усиления субмиллиметрового излучения на циклотронном резонансе легких дырок при внутреннем оптическом возбуждении р Ge.// ФТП, 1981, Т.15, №8, с.1641-1644.

99. Lax В. Cyclotron resonance and impurity levels in semiconductors.// Quantum Electronics, N.I., Columb. Univ. Press., 1960, p.428-227.

100. Tarep A.C. Об одном возможном механизме неустойчивости электронной плазмы в кристаллах.// Письма в ЖЭТФ, 1966, Т.З, с.369-372.

101. Дмитриев А.П., Емельянов С.А., Терентьев Я.В., Ярошецкий И.Д. О возможности реализации инверсной населенности спиновых подуровней Ландау в n InSb при интенсивном субмиллиметровом возбуждении.// ФТП, 1988, Т.22, В.6, с. 1045-1048.

102. Владимиров В.В., Головинский П.М., Горшков В.Н. Плазменные автоколебания в полупроводниках на частотах субмиллиметрового диапазона.// ФТП, 1981, Т. 15, В. 1, с.40-43.

103. Генкин Г.М., Окомельков A.B. Горячие носители в узкощелевых полупроводниках в сильном электрическом поле.// ФТП, 1989, Т.23, В.4, с.630-635.

104. Генкин Г.М., Окомельков A.B. Горячие носители и инверсия населенностей в узкощелевых полупроводниках.// Тезисы докл. VII -Всесоюзный симпозиум «Плазма и неустойчивости в полупроводниках», Паланга, 1989, ч.П, с.219-221.

105. Лубашевский И.А., Рыжий В.И. Об одной возможности генерации субмиллиметрового излучения в полупроводниках с узкой запрещенной зоной.// ФТП, 1981, Т.15, В.1, с.170-173.

106. Gauthier Lafaye О., Savage S., Boucaud P. Et al., // Appl. Phys. Lett. 1997, V.70, p.l.

107. Андронов A.A., Дзамукашвили Г.Э. О возможности субмиллиметровой ОДП при междолинном переносе горячих электронов в сильных электрических полях.// ФТП, 1985, Т.19, В.10, с.1810-1821.

108. Cornik Е., Chang T.Y., Bridges T.Y. Landau Level - Electron Lifetimes in n-InSb.// Phys. Rev. Lett. 1978, V.40, №17, p.l 151-1154.

109. Баширов Р.И., Гаджиалиев М.М., Мусаев А.М. Обнаружение субмиллиметрового излучения неравновесной электронно-дырочной плазмы в кремнии при 4,2К.// Письма в ЖЭТФ, 1993, Т.58, В.9, с.718-721.

110. Мусаев А.М. Пробой барьера Шоттки в Si, стимулированный дрейфом экситонов в неоднородном электрическом поле при 4,2К.// ФТП, 1997, Т.31,1. B.6, с.724-727.

111. Баширов Р.И., Гаджиалиев М.М., Мусаев А.М. Генератор субмиллиметрового излучения.// Патент №2084996, 1997.

112. Измерения на миллиметровых и субмиллиметровых волнах. Методы и техника./ Под ред. Валитова Р.А. и Макаренко Б.И., М. «Радио и связь», 1984, с.296.

113. Выставкин А.Н., Годик Э.Э., Губанков В.Н., Коган Ш.М., Лифшиц Т.М., Надь Ф.Я., Францессон А.В. Высокочувствительные приемники электромагнитных излучений./ В кн.: Проблемы современной радиотехники и электроники», М. Наука, 1980, с.359-412.

114. Берман Л.В., Гавриленко В.И., Красильник В.Ф., Никоноров В.В., Павлов

115. C. А., Чеботарев А.П. Люминесценция горячих дырок германия в субмиллиметровом диапазоне длин волн.// ФПТ, 1985, Т. 19, В.З, с.369-377.

116. Пожаров А.М. Криогенные усилители низких, средних и высоких частот.// М. «Радио и связь», 1983, с.43.

117. Пикус Г.Е., Бир Г.Л. Влияние деформации на энергетический спектр дырок в германии и кремнии.// ФТТ, 1959, T.l, B.l 1, с. 1642-1658.

118. Wiley I.D., Peercy P.S., Dexter R.N. Helicons and Nonresonant cyclotron absorption in Semiconductors. //Phys. Rev., 1969, V.l 17, p.l 173.

119. Бир Г.Л., Пикус Г.Е. Симметрия и деформационные эффекты в полупроводниках./М.: Наука, 1972, 584с.

120. Полякова А.Л. Деформация полупроводников и полупроводниковых приборов./М.: Энергия, 1979, 168с.

121. Малютенко В.К., Липтуга А.И., Моин М.Д., Тесленко Г.И. Кинетика теплового излучения полупроводников конечных размеров.// УФЖ, 1985, Т.ЗО, В.12, с.1854-1856.

122. Алешкин В .Я., Романов Ю.А. Туннельные переходы в сложной валентной зоне полупроводника.// ЖЭТФ, 1984, Т.87, В.5, с.1857-18.

123. Горбавицкий Б.М. Смешивание состояний тяжелых и легких дырок в скрещенных полях.// ФТП, 1984, Т. 18, В.4, с.704-711.

124. Christensen О. Détermination of Hot Carrier Distribution Functions in Uniaxially stressed p - tyre Germanium.// Phys. Rev. (B), 1973, V.7, №2, p.763-777.

125. Алешкин В.Я., Романов Ю.А. Динамика дырок в полупроводниках со структурой алмаза и в постоянном электрическом поле.// ФТП, 1986, Т.20, В.2, с.281-286.

126. Costato M., Pegglani L. Scattering Probabilities for Holes // Phys. Stat. Sol.(B), 1973, V.58, №2, p.471-482.

127. Козлов В.A., Мазов Л.С., Нефедов H.M., Заболотских М.Р. Инверсная заселенность уровней Ландау в легкой подзоне./ В кн.: Инвертированные распределения горячих электронов в полупроводниках. Горький, 1983, с. 135140.

128. Dargys A., Rudolph A.F. Tunneling in k Space.// Phys. st. sol. (b), 1986, V135, №2, p.437-444.

129. Стариков E.B., Шикторов П.Н. Межподзонное туннелирование в валентной зоне Ge при одноосном сжатии./ Тез. докл. VII Всесоюзный симпозиум «Плазма и неустойчивости в полупроводниках», Паланга, 1989, ч.И, с.213-215.

130. Алешкин В.Я., Козлов В.А., Романов Ю.А. Влияние анизотропии рассеяния на распределение дырок в Ge и Si в условиях стриминга.// ФТП, 1986, Т20, В.9, с. 1733-1736.

131. Алешкин В.А., Додин Е.П., Козлов В.А., Нефедов И.М., Романов Ю.А. Структура распределения горячих дырок германия в условиях стриминга.// ФТП, 1988, Т.22, В.11, с.1910-1914.

132. Добровольский В.Н., Кроловец А.Н. Холловский ток и его использование для исследования полупроводников.// ФТП, 1983, Т.17, В.1, с.3-12.

133. Воробьев Ю.В., Добровольский В.Н., Стриха В.И. Методы исследования полупроводников./ Киев, Высшая школа, 1988, 232с.

134. Кучис Е.В. Методы исследования эффекта Холла./ Москва, 1977, 328с.

135. Andronov А.А., Valov V.A., Kozlov V.A., Masov L.S. Hot electron steaming and population inversion for polar and deformation scattering.// Sol. St. Comm., 1980, V.36, №7, p.603-607.

136. Komiyama S., Masumi Т., Kajita K. Definite evidences for the population inversion of hot electrons in silver halides.// Sol. St. Comm., 1979, V.31, №6, p.447-452.

137. Ridley B.K., Watkins T.B. The possibility of negative resistance in solids.// Proc. Phys. Soc. 1961, V.78, p.293.

138. Kurosawa Т., Maeda H. Hot carriers instabilities under strong magnetic field in semiconductors.// J. Phys. Soc. Japan. 1972, V.33, №2, p.570-579.

139. Валов B.A., Козлов B.A. Критерий электромагнитной неустойчивости горячих электронов в магнитном поле.// ФТП, 1982, Т. 16, В.6, с. 1054-1058.

140. Лифшиц И.М., Каганов М.И. Об электронном резонансе в скрещенных электрическом и магнитном полях.// ЖЭТФ, 1959, Т.37, В.2, с.555-556.

141. Zawadzki W., Lax В. TWO Band model for bloc electrons in crossed and magnetic fields.// Phys. Rev. Lett., 1966, V.16, p. 1001-1003.

142. Акопян P.M. Циклотронное поглощение в германии и кремнии в скрещенных полях.// ФТП, 1971, Т. 5 , В.8, с.1661-1664.

143. Родерик Э.Х. Контакты металл полупроводник.// М.: Радио и связь, 1982.

144. Новиков Б.В., Гросс Е.Ф., Дрыгин М.А. Роль экситонных состояний в процессе образования фототока в германии.// Письма в ЖЭТФ, 1968, Т.6, В.1, с.15-18.

145. Мусаев A.M. Автосолитоны в системе электронно-дырочная плазма\ экситоны в кремнии при температуре 4,2К.// ФТП, 1999, Т.ЗЗ, В.10, с.1183-186.151. //ФТТ, 1961, Т.З, , с.2322

146. Ашкинадзе Б.М., Султанов Ф.К. Исследование процесса перехода металл-диэлектрик в Ge и Si СВЧ методом.// Письма в ЖЭТФ, 1972, Т.16, В.5, с.271-275.

147. Hamond R.B., Silver R.N. Temperature dependence of the exciton lifetime in high purity silicon.// Appl. Phys. Lett., 1980, V.36, №1, p.68-71.

148. Schmid W. Auger Lifetimes for excitons baund to neutral goners and acceptors in Si.//Phys. St. Sol.(B), 1977, V.84, №2, p.529-540.

149. Гантмахер В.Ф., Левинсон И.Б. Рассеяние носителей тока в металлах и полупроводниках./М.: Наука, 1984.

150. Мурзин В.Н. Субмиллиметровая спектроскопия коллективных и связанных состояний носителей тока в полупроводниках./ М.: Наука, 1985.