Numerische Berechnung der elektronischen ... - SAM - ETH Zürich

114 KAPITEL 8. VORHERSAGEN VON OPTOELEKTR. EIGENSCHAFTEN
Für Al 0,2 Ga 0,8 As-In 0,2 Ga 0,8 As-Quantum-Well sind die Kurven der lokalen optischen
Verstärkung in den Abbildungen 8.2 und 8.3 dargestellt. In TE-Richtung
sind die Werte des lokalen Gains für die Modelle (a) bis (c) 50-mal bis 200-mal
so groß wie für das Modell (d). In TM-Richtung wird die optische Verstärkung
für die Modelle (c) und (d) in derselben Größenordnung und für die Modelle (a)
und (b) eine Größenordnung höher berechnet. Photonenenergie und Wellenlänge
der maximal verstärkten TE- und TM-Mode werden für die Modelle (b) bis (d) auf
1% genau berechnet. Die Wellenlänge der maximal verstärkten TE- und TM-Mode
wird bei Verwendung des Modells (a) um 1 % bzw. 12 % größer berechnet als bei
Verwendung des Modells (d).
In der TE-Richtung sollte das Modell (d) verwendet werden. In der TM-Richtung
kann das Modell (c) als gute Näherung verwendet werden. Rechnungen mit komplexeren
Modellen, wie das einer Kopplung des untersten Leitungsbandes mit den
obersten drei Valenzbändern, können zur Evaluierung des Modells (d) verwendet
werden.
1600
1400
LB und VB: ungekoppelt
LB: gekoppelt, VB: ungekoppelt
LB: gekoppelt, VB: 4x4 ohne SO−Band
LB: gekoppelt, VB: 6x6 mit SO−Band
Optische Verstärkung g in cm −1
1200
1000
800
600
400
200
0
(a)
−200
1.4 1.42 1.44 1.46 1.48 1.5 1.52 1.54 1.56 1.58 1.6
hw in eV
1600
1400
LB und VB: ungekoppelt
LB: gekoppelt, VB: ungekoppelt
LB: gekoppelt, VB: 4x4 ohne SO−Band
LB: gekoppelt, VB: 6x6 mit SO−Band
Optische Verstärkung g in cm −1
1200
1000
800
600
400
200
0
(b)
−200
1.4 1.45 1.5 1.55 1.6 1.65 1.7
hw in eV
Abbildung 8.1: Die optische Verstärkung eines 68 Å breiten (verspannten)
Al 0,2 Ga 0,8 As-GaAs-Quantum-Wells bei 300 K mit den Ladungsträgerdichten
n = 1, 6 · 10 18 cm −3 und p = 1 · 10 18 cm −3 (a) in
TE-Richtung und (b) in TM-Richtung.