Електрооптичні явища дірок в одноосьово деформованому германії

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук України

Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

Електрооптичні явища дірок в одноосьово деформованому германії

01.04.07. Фізика твердого тіла

Далакян Андрій Тимурович

Донецьк 2000

УДК 537.877

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Донбаській державній машинобудівній академії, Міністерство освіти і науки України.

Науковий керівник:

доктор фізико-математичних наук, доцент Тулупенко В.М., Донбаська державна машинобудівна академія, завідувач кафедри фізики.

Офіційні опоненти:

доктор фізико-математичних наук Каменєв В.І., ДонФТІ ім. О.О. Галкіна НАН України, завідувач відділу;

кандидат фізико-математичних наук, Порошин В.М., ІФ НАН України, старший науковий співробітник.

Провідна установа:

Донецький державний університет, кафедра фізики твердого тіла і фізичного матеріалознавства, Міністерство освіти і науки України, Донецьк.

Захист відбудеться 12 жовтня 2000 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д11.184.01 в Донецькому фізико-технічному інституті ім. О.О. Галкіна НАН України, 83114, вул. Р. Люксембург, 72, м. Донецьк.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Донецького фізико-технічного інституту ім. О.О. Галкіна НАН України, 83114, вул. Р. Люксембург, 72, м. Донецьк.

Автореферат розісланий 8 вересня_2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Криворучко В.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Дисертаційну роботу присвячено пошуку, утворенню і дослідженню інвертованих розподілів носіїв заряду для підсилення і генерації випромінювання у середньому (довжина хвилі випромінювання l » 10 ~ 50 мкм) і далекому (l » 50 ~ 200 мкм) ІЧ діапазонах спектру у одноосьово деформованому кристалі діркового германію.

Актуальність теми. У 80-і роки було створено низку принципово нових активних твердотільних приладів терагерцового діапазону, серед яких найбільш потужний - лазер на переходах між підзонами легких та важких дірок у германії при схрещених напрямках магнітного (B) та електричного (E) полів [1]. Фізичні принципи роботи різноманітних типів цих приладів і основні результати, отримані в цій області досліджень до середини 80-х років, докладно викладені у монографії [2] (лазери на міжпідзонних переходах), у збірнику наукових праць [3] (мазери на циклотронному резонансі).

Із утворенням твердотільних джерел вимушеного випромінювання, що представляють собою (на відміну від відповідних аналогів з активними газовими середовищами) достатньо компактні пристрої з принциповою можливістю перебудови частоти випромінювання електронними засобами і відсутністю потужної оптичної накачки, відкрилася перспектива реального вирішення важливої проблеми у галузі сучасної техніки терагерцового діапазону - переходу її на основу твердотільних активних елементів.

На жаль, створені квантові генератори можуть ефективно працювати тільки при температурі дорогого і незручного в обходженні з ним, рідкого гелію (Т=4.2К). Так, у численних експериментах із лазером на міжпідзонних переходах, побудованого в конфігурації полів Фарадея (напрям розповсюдження випромінювання у зразку є збіжним до напрямку магнітного поля), зрив генерації відбувався при розігріві активного середовища вище 30К [2]. Тільки в окремих випадках, коли експерименти проводилися в конфігурації Фогта (для схрещених напрямків розповсюдження світла і магнітного поля) і на більш легованих, у порівнянні із конфігурацією Фарадея, зразках, повідомлялося про спостереження генерації при температурі рідкого азоту (Т = 77К) [1]. Проте більш детальні дослідження, проведені у подальшому, показали, що максимальна температура, при якій спостерігається стабільна генерація, не перевищує 70К, при цьому відбувається різке зменшення потужності випромінювання і область генерації (у координатах електричного і магнітного полів) стягується в точку [4].

Нові можливості лазера на міжпідзонних переходах були продемонстровані у роботі [5]. В цій роботі вперше досліджувався вплив одноосьової деформації (у діапазоні тисків Х» 0.4~1 кбар) на параметри випромінювання лазеру. Відзначається значне розширення областей генерації (у координатах магнітного і електричного полів) і збільшення коефіцієнту підсилення активного середовища. Ці результати, вірогідно, дозволили проф. А. А. Андронову висловити припущення про можливість отримати інверсну заселеність міжпідзонних оптичних переходів в одноосьово стиснутому p-Ge і у відсутності магнітного поля [2, стор.169].

У 1988 р. група фізиків під керівництвом проф. М. С. Кагана (ІРЕ РАН, Москва) повідомила про виявлення стимульованого випромінювання в далекому ІЧ діапазоні гарячими дірками в одноосьово деформованому р-Ge при збіжних напрямках електричного поля і тиску і за відсутності магнітного поля [6]. Генерація спостерігалася при досягненні достатньо великих величин тиску (Х і 8 кбар) і електричного поля (Е і 3 кВ/см) і супроводжувалася стрибкоподібним збільшенням електричного струму в декілька разів.

Результати роботи [6] послужили підставою для проведення досліджень, результати яких подані у цій дисертації. Наш інтерес до досліджень електрооптичних явищ в одноосьово деформованому р-Ge викликаний, насамперед, тим, що коефіцієнт підсилення активного середовища у випадку генерації [6] є істотно вищим, ніж у випадку лазера на міжпідзонних переходах [1]. До такого висновку можна прийти, якщо звернути увагу, що практично всі основні параметри, від яких залежать втрати випромінювання в порівнюваних лазерних системах, однакові (матеріал активного середовища, спектральний діапазон випромінювання, концентрація легуючої домішки, діапазон електричних полів, температура, тип резонатора - на повному внутрішньому відбитті). У той же час, довжина оптичного шляху за один прохід, необхідна для компенсації втрат і початку генерації, у першому випадку » 4 мм, а в другому - » 80 ~ 100 мм [2]. Тоді, приймаючи до уваги тільки різницю у довжинах оптичного шляху, можна зробити висновок, що коефіцієнт підсилення активного середовища у випадку генерації [6] повинний бути, по меншій мірі, на порядок вищим, ніж у випадку лазера на міжпідзонних переходах [2].

Необхідно також відзначити, що до моменту початку досліджень, поданих у дисертації, механізм виникнення генерації випромінювання в одноосьово стиснутому р-германії ще не було з'ясовано. У цьому зв'язку проведення подальших експериментальних досліджень умов виникнення електрооптичних явищ [6] у залежності від різних параметрів є також і актуальною фізичною задачею.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертації виконані в лабораторії твердотільної квантової електроніки кафедри фізики Донбаської державної машинобудівної академії (ДДМА). Протягом 1991-1998 рр. роботи проводилися у відповідності з тематичними планами науково-дослідних робіт ДДМА, що фінансувалися з держбюджету (було виграно 1-й конкурс міністерства освіти України) і за завданням Державного Фонду Фундаментальних Досліджень (були виграні 1, 2, і 4 конкурси), а з 1995 р. - також на підставі координаційних планів Міністерства освіти України. Протягом 1995-1999 рр. дослідження проводилися в рамках проектів НАТО HTECH LG 960931 і CNS 970627.

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи було утворення і дослідження інвертованих розподілів носіїв заряду в одноосьово стиснутому p-Ge для підсилення і генерації випромінювання в середньому і далекому ІЧ діапазонах.

Першочерговими задачами початкового етапу досліджень були виявлення генерації при збіжних напрямках електричного поля і одноосьового тиску (повторення експерименту [6]) і виявлення можливих фізичних причин, що сприяють її виникненню. Для вирішення поставлених задач:

- розроблена, виготовлена і налагоджена експериментальна установка для проведення електрооптичних досліджень в одноосьово деформованому p-Ge у широкому діапазоні тисків (Х » 0~21 кбар) і імпульсних електричних полів (Е » 0~5 кВ/см);

- проведені експерименти по вивченню впливу різних фізичних параметрів (концентрації легуючої домішки, напрямку одноосьового тиску відносно кристалографічних осів кристалу, температури) на умови виникнення генерації (у діапазоні довжин хвиль l » 20 ~ 45 мкм і l » 80 ~ 120 мкм) і стрибка струму при збіжних напрямках електричного поля і тиску (ЕпкХ).

Результати проведених досліджень виявили необхідність продовження подальших робіт при схрещених напрямках електричного поля і одноосьового тиску (Е^Х), коли немає причин для виникнення статичного домену сильного електричного поля. (Поява останнього в зразках при ЕпкХ, як було встановлено, негативно впливає на умови виникнення стимульованого випромінювання і обумовлює великі величини порогових тисків і електричного поля). Крим того, на цей час механізм генерації, по крайній мірі, на якісному рівні, став зрозумілим [7]. У зв'язку з цим, рішення задачі по виявленню примусового випромінювання при Е^Х набуло додаткової актуальності і практичної значущості. Стало ясно, що в умовах відсутності домену слід очікувати істотно менших величин тиску для початку генерації, ніж при ЕпкХ.

Наукова новизна одержаних результатів досліджень одноосьово деформованого p-Ge при збіжних напрямках електричного поля і тиску полягає у тому, що:

- показано (практично одночасно з авторами роботи [7]), що стимульоване випромінювання виникає у широкому спектральному діапазоні;

- вперше виявлено, що величина порогових тисків для "запалювання" примусового випромінювання і стрибка електричного струму зменшується при збільшенні концентрації легуючої домішки, і навпаки - збільшується при зростанні температури;

- показано, що поява статичного домену потужного електричного поля обумовлює великі величини порогового тиску виникнення генерації випромінювання.

При проведенні експриментальних досліджень при схрещених напрямках електричного поля і одноосьового тиску, коли немає негативного впливу домену:

- отримані нові експериментальні результати, що підтверджують виникнення резонансних домішкових станів у безперервному енергетичному спектрі валентної зони одноосьово деформованого Ge;

- вперше виявлено стимульоване випромінювання у далекому ІЧ діапазоні при суттєво менших, ніж у випадку ЕпкХ, величинах тиску.

Практичне значення отриманих результатів. Проведені у дисертації дослідження помітно розширили експериментальну базу даних про електрооптичні явища у одноосьово деформованому р-Ge і дозволили одержати нові відомості про умови виникнення і механізм стимульованого випромінювання у середньому і далекому ІЧ діапазонів спектру.

За результатами всієї роботи можна зробити висновок, що одержали подальший розвиток експерименти по дослідженню резонансних станів у "розщепленому" р - германії, яки привели до виявлення нового механізму підсилення випромінювання. Тим самим, стимулюються подальші дослідження по створенню принципово нових активних приладів для цього діапазону на основі напружених твердотільних структур.

Особистий внесок здобувача. Автор дисертаційної роботи приймав активну участь в обговоренні і конструюванні експериментальної установки, безпосередньо виготовив і налагодив як усі її оригінальні частини, так і установку в цілому, виготовив усі зразки (порядку 200 шт.); відпрацював методику експерименту, провів експериментальні виміри і опрацював всі експериментальні результати. У процесі роботи приймав активну участь в обговоренні плану досліджень і експериментальних результатів, у проведенні наукових семінарів, у написанні відповідних частин статей і тез доповідей.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертації доповідались на семінарах відділу фізики електронних процесів твердого тіла інституту фізики НАНУ (Київ), відділу теоретичної фізики ДонФТІ ім. Галкіна НАНУ (Донецьк), відділу електроніки твердого тіла ІРЕ РАН (Москва), кафедри фізики напівпровідників і наноелектроніки Санкт-Петербурзького державного технічного університету, кафедри електрофізики національного університету ім. Т. Шевченка (Київ), кафедри радіотехніки і радіофізики ДонДУ (Донецьк), доповідались на міжнародній школі-конференції "Physical problems in material science of semiconductors" (Чернівці 1995, 1999); 2й, 3й і 4й російських конференціях з фізики напівпровідників (Зеленоград 1996, Москва 1997, Новосибірськ 1999); міжнародних конференціях "Material Science and Material Properties for Infrared Optoelectronics" (Ужгород - 1996, Київ - 1998); 9му і 10му міжнародних симпозіумах "Ultrafast Phenomena in Semiconductors" (Вільнюс - 1995, 1998), 24й міжнародній конференції "Physics of Semiconductors" (Єрусалим, Ізраїль - 1998); 1й міжнародної конференції "Наука і Освіта" (Дніпропетровськ - 1998).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано усього 28 робіт із них: 9 робіт у наукових журналах, 4 роботи в збірниках наукових праць, 15 тез у матеріалах спеціалізованих міжнародних конференцій і симпозіумів.

Структура і обсяг. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, висновків і двох додатків і містить 126 сторінок друкованого тексту, у тому числі 29 рисунків, 3 таблиці і список літератури, що вміщує 113 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі подано загальний огляд теми досліджень, обгрунтована їхня актуальність, сформульовані мета і задачі роботи, проведено стисле обговорення наукової новизни і практичної цінності отриманих результатів.

Перший розділ присвячено літературному огляду. У п.п.1.1 в рамках уявлень, розвинутих у [8], розглянуто характер перебудови зонної структури p-Ge під впливом одноосьового тиску. Одноосьова деформація знімає виродження валентної зони кристалу у центральній точці (k = 0) зони Брилюена і розщеплює її на дві підзони, нижню (e-р) і верхню (e+р), розділені енергетичним зазором D = aХ (див. рис.1). Крім того, слід зазначити виникнення суттєвої анізотропії підзон. У таблиці 1 наведені значення коефіцієнту пропорційності a і ефективних мас дірок, розраховані для двох окремих (і досліджених у цій роботі) випадків напрямку одноосьової деформації кристалу: уздовж кристалографічних напрямків [100] і [111]. Тут mпк і m^ - ефективні маси дірок поблизу дна підзон у напрямках, відповідно, паралельному (kпк) і перпендикулярному (k^) до напрямку прикладеного одноосьового тиску Х, m0 - маса вільного електрону.

Відзначені особливості одноосьово деформованого p-Ge послужили предметом численних експериментальних досліджень протягом із середини 50-х років і до поточного часу. У п.п.1.2 наведено стислий огляд деяких із цих робіт, присвячених вивченню різних кінетичних явищ. Особливий інтерес викликають результати дослідів процесів протікання електричного струму у потужних електричних полях, напрям яких був паралельним до напряму одноосьової деформації кристалу (ЕпкХ). У цих роботах були виявлені [9] і досліджені [10] ганівські коливання електричного струму. Відомо, що осциляції електричного струму обумовлені рухливими доменами потужного електричного поля, які виникають у зразках із від'ємною диференційною провідністю (ВДП) [11]. Поява ВДВ обумовлюється перегином на законі дисперсії дірок нижньої підзони e-р у напрямку kпк, в наслідок цього, у більш потужному електричному полі збільшується відносна чисельність важких дірок (після перегину) за рахунок зменшення чисельності легких (до перегині) (дів. рис.1 і табл.1). Необхідно, проте, відзначити, що, як вказано у монографії [12], домен є рухливим тільки у достатньо "коротких" зразках (в цитованих роботах для спостереження коливань електричного струму використовувалися зразки з відстанню між контактами » 0.1~ 0.2 мм), у більш довгих зразках домен - статичний.

У п.п.1.3 розглянуті всі основні результати досліджень, ініційовані роботою [6] і виконані до початку наших експериментів.

У п.п.1.4 обговорюються роботи, у яких виконувалися дослідження станів мілкої домішки в одноосьово деформованому p-Ge. У недеформованому кристалі основний стан мілкої акцепторної домішки є чотирикратне (з урахуванням спіну) виродженим. Одноосьова деформація кристалу знімає виродження як підзон, так і рівнів домішки. Останні розщеплюються на два рівні e+ і e-, причому, із збільшенням тиску кожний із цих рівнів слідує за "своєю" підзоною e+р і e-р [8]. Інтерес до цього, із погляду з'ясовування ролі домішки у механізмі генерації [6], виникає у зв'язку з питанням про можливість резонансного стану, тобто, появи верхнього рівня e+ у безперервному енергетичному спектрі нижньої підзони e-р (у [8] така ситуація не розглядалася). На таку можливість вказано у роботі [13], де проведені розрахунки енергетичних положень станів мілкої домішки в рамках моделі потенціалу нульового радіусу дії. Відзначається, що трансформація локалізованого стану акцептору у резонансний повинна відбуватися при тиску, коли міжпідзонний енергетичний зазор D » 16 меВ. Проте, у роботі [14], де для розрахунку хвильових функцій і енергетичних положень рівнів основного і збуджених станів мілкого акцептору було використано варіаційний метод, на відміну від [13], отримано відсутність резонансних рівнів. Цей результат автори роботи [14] пояснюють антикросингом збуджених станів домішки з однаковою симетрією.

Таким чином, на початок наших досліджень у науковій літературі не було сталих уявлень на можливість існування резонансних станів домішок в одноосьово деформованому р - германії.

На закінчення (п.п.1.5) подані стислі висновки огляду літератури.

В другому розділу спочатку докладно викладаються основні вимоги (обумовлені задачами, поставленими перед експериментальними дослідженнями), що накладаються на конструкцію експериментальної установки. Наведено блок-схему створеної установки, подано опис окремих, найбільш важливих, її частин. Далі подається методика підготування зразків і їхні основні характеристики, обгрунтовується необхідність використання зразків різних форм, докладно обговорюються особливості методики дослідження зразків, вирізаних у вигляді хреста і правильної прямокутної форми, викладена методика контролю області пружної деформації у зразках і їхньої цілісності. Обговорюються результати попередніх контрольних вимірів при температурі 4.2К.

У третьому розділі представлені основні результати досліджень при ХпкЕ.

Використовувалися зразки з типовими розмірами »1ґ1ґ8 мм3 і з відстанню між контактами » 5~6 мм. Одноосьова деформація утворювалася уздовж довгої сторони зразка, що була збіжною із кристалографічним напрямком [100] або [111]. Вольт-амперні (ВАХ) і ампер-барні характеристики вимірювалися у діапазоні тисків Х » 0~21 кбар і електричних полів Е » 0~5 кВ/см при температурах 4.2 і 77К. Для вимірів інтенсивності випромінювання при Т=4.2К використовувалися два фотоприймача: Ge<Ga> і Ge<Zn> із максимальною чутливістю на довжині хвилі 105 і 40 мкм, відповідно.

У п.п.3.1 обговорюються результати вимірів ВАХ (при Т = 4.2К і 77К) і розподілу електричного поля уздовж довжини зразка (при Т = 77К) при різних величинах одноосьового тиску. Виявлено, що при збільшенні тиску виникають ділянки насичення електричного струму, що характерні для систем з ВДП [12]. При досягненні достатньо великих тисків (у залежності від концентрації домішок і температури) інтервал електричних полів, при яких реалізується ВДП, зменшується і, після їхнього проходження, спостерігається подальше зростання струму. Виміри розподілу електричного поля між контактами показали, що при реалізації ВДП виникає неоднорідний розподіл поля, обумовлений появою статичного домену. Придушення ВДП супроводжується зникненням домену і відновленням рівномірного розподілу поля.

У п.п 3.2. обговорюються результати вимірів залежностей інтенсивності випромінювання і електричного струму від тиску (рис.2) у зразках із різною концентрацією легуючої домішки. У зразках із найменшою концентрацією немає стрибка струму, а інтенсивність випромінювання у смузі чутливості обох фотоприймачів збільшується тільки в декілька разів (криві 3, 3ў). Використання зразків із більшою концентрацією домішки призводить, по-перше, до виникнення генерації випромінювання (зростання оптичного сигналу на 2~3 порядки має пороговий, по тиску, характер), по-друге - до зменшення порогового тиску (криві 1, 2). Ці результати свідчать про суттєву роль домішок у механізмі інверсного перерозподілу дірок. Слід зазначити, що порогове по тиску збільшення інтенсивності випромінювання спостерігалося в смузі чутливості обох фотоприймачів (тут, щоб не ускладнювати рисунок, поданий, в основному, сигнал із довгохвильового фотоприймача). Таким чином, стимульоване випромінювання генерується у широкому спектральному діапазоні.

У дослідах при Т = 77К виявлено, що в цьому випадку ампер-барні залежності аналогічні тим, що показані на рис2б, із тією лише різницею, що стрибок струму відбувається при тисках на 2~3 кбар більших.

Дещо несподіваний результат був отриманий при порівнянні результатів дослідів зразків, деформованих уздовж кристалографічних напрямків [100] і [111]. З огляду на те, що параметр розщеплення a при Хпк[100] »6 меВ/кбар, а при Хпк[111] - » 3.7 меВ/кбар (див. табл.1), можна було очікувати, що величина порогових тисків у першому випадку буде більшою, ніж у другому. Проте експерименти показали, що за інших однакових умов (концентрація легуючої домішки, величина електричного поля, розміри зразків) і в тому і в іншому випадку генерація спостерігалася при досягненні приблизно однакових значень тиску, причому, у всіх випадках Х > 8 кбар (див. рис.2). Оцінки, проведені на основі даних у табл. 1, показують, що при таких величинах тиску гілка важких дірок нижньої підзони e-р цілком потрапляє у, так звану, активну область енергій e іe0, де e0 - енергія оптичного фонону (див. рис.1). У цьому випадку важкі дірки ефективно розсіюються на оптичних фононах із кінцевим станом в області енергії нижче перегину на законі дисперсії, тобто, стають легкими. Таким чином, при досягнення достатньо великих значеннях тиску виникають сприятливі умови для зменшення числа важких дірок і, внаслідок цього, придушення ВДП і зникнення домену. Якщо врахувати, що ефективна маса важких дірок при Хпк[100] - m100 » 0,21m0, а при Хпк[111] - m111 » 0,5m0 (див. табл.1), то можна зрозуміти, що їхній розігрів однаковим електричним полем при однаковому міжпідзонному зазорі D буде сильнішим у першому випадку, ніж у другому. При цьому необхідно мати на увазі, що поле в домені є у декілька разів більшим за середнє у зразку. Отже, відносне число важких дірок у випадку Хпк[100] буде більшим, ніж при Хпк[111]. Припускаючи, що придушення ВДП відбувається при приблизно однаковому співвідношенні між числом легких і важких дірок, можна зробити висновок, що для зникнення домену при Хпк[100] необхідно мати більший міжпідзонний зазор D, ніж при Хпк[111].

Наведений вище аналіз дозволяє припустити, що саме домен є відповідальним за великі величини тиску виникнення генерації і стрибка струму. Цей висновок підтверджується і характером впливу температури на величину порогового тиску. При збільшенні температури зростає число важких дірок (внаслідок впливу кБТ-фактору), і тому, для руйнації домену (зменшення числа важких дірок), необхідно додатково збільшувати тиск - для збільшення міжпідзонного розщеплення D.

У п.п. 3.3 проводиться обговорення всіх отриманих результатів при ЕпкХ з точки зору можливих механізмів генерації випромінювання. Зроблено висновок про доцільність проведення аналогічних досліджень при Е^Х. У цьому випадку немає особливостей на законі дисперсії дірок у напрямку k^ (див. рис.1) і, отже, немає умов для виникнення домену і, відповідно, його негативного впливу на умови виникнення генерації.

У четвертому розділі наведено результати досліджень, які отримані при Х^Е.

Слід зазначити, що на цей час була опублікована робота [7], де, на підставі спектральних вимірів, виявлено, що генерація випромінювання при ЕпкХ обумовлена внутрішньоцентровою інверсією у розподілі дірок і, таким чином, експериментально доведено існування резонансних станів домішок у одноосьово деформованому p-Ge. Внаслідок часткового заповнення дірками резонансних рівнів e+, і ефективного спустошення локалізованих рівнів e- (у забороненій зоні) потужним електричним полем, відбувається інверсний перерозподіл дірок між цими рівнями. З цього випливає, що статичний домен (область у зразку з підвищеною концентрацією важких дірок) обумовлює несприятливі умови для заповнення резонансних рівнів (що знаходяться в області енергій значно менших ніж енергії важких дірок) і, таким чином, перешкоджає виникненню внутрішньоцентрової інверсії. Тому експерименти по дослідженню резонансних станів при Е^Х набули, насамперед, важливого практичного значення, оскільки дозволяли сподіватися, внаслідок відсутності статичного домену, на одержання генерації випромінювання на основі внутрішньоцентрової інверсії при суттєво менших величинах тиску, ніж у випадку ЕпкХ.

У п.п.4.1 обговорюються особливості методики проведення досліджень, пов'язані із необхідністю використання зразків двох геометричних форм: правильної прямокутної і хрестоподібної. Попередній аналіз показав, що, по-перше, вплив інжекції електронів на результати вимірів при Е^Х очікується істотно більшим, ніж при ЕпкХ. По-друге, був невідомим вплив механічного напруження на властивості контактів, нанесених на поверхню бічних граней прямокутного зразка. Тому, на початковому етапі досліджувалися зразки хрестоподібної форми. Механічні напруження у центральній частині таких зразків розраховувались за методом кінцевих елементів, а електричне поле вимірювалось ємнісними зондами.

У п.п.4.2 приведені результати вивчення впливу одноосьового тиску на процеси протікання електричного струму у зразках із різною концентрацією легуючої домішки і різної кристалографії. В результаті дослідження зразків хрестоподібної форми при Т = 77К виявлені максимуми на ампер-барних залежностях в електричних полях Е і 500 В/см (див. рис.3). Причому, у випадку Хпк[100] максимуми струму спостерігалися в області тисків Х » 3 кбар, а при Хпк[111] - Х » 5 кбар. Подальші дослідження проводилися на зразках прямокутної форми. Експерименти показали, що кількаразове стискування зразків до Х » 6 кбар не позначалося на властивостях контактів. Вплив інжекції електронів контролювався за формою імпульсів струму, а також, у деяких випадках, за результатами вимірів Холловскої напруги. Встановлено, що при тривалості імпульсів напруги менше 100 нс (із крутістю переднього фронту менше 20 нс ) ампер-барні характеристики є подібними аналогічним залежностям, отриманим на зразках хрестоподібної форми, і при Т = 77К спостерігаються максимуми струму в області тих же величин тиску. Відзначимо, що такі максимуми при Т = 4.2К не спостерігалися.

Поява максимуму струму на ампер-барних характеристиках при Т=77К і залежність їхнього положення по шкалі тисків від кристалографічних напрямків, уздовж яких здійснювався одноосьовий стиск зразків, можна пояснити виникненням резонансних станів домішок. Справа в тому, що трансформація верхнього відщипленого рівня e+ мілкого акцептору у резонансний стан відбувається при тисках, коли D » 16 меВ [7, 13]. Саме при таких величинах тиску (Х » 4.2 кбар при Хпк[111] і Х » 2.6 кбар при Хпк[100], показані стрілками на рис.3) експериментально спостерігається зростання електричного струму. Збільшення струму ми пояснюємо як наслідок спустошення резонансних рівнів e+ за рахунок перекиду дірок у підзони e+р і e-р у електричному полі за участю акустичних фононів. Відзначимо, що ефективна маса дірок у верхній підзоні є приблизно утричі меншою, ніж у нижній, тому їхній внесок в електропровідність буде, відповідно, вищим. Висновок про збільшення концентрації дірок у верхній підзоні підтверджується результатами більш детальних дослідів, проведених на зразках правильної прямокутної форми. А саме, подальше збільшення електричного поля призводить до зменшення величини максимумів аж до самого їхнього зникнення. Внесок у струм дірок верхньої підзони в цьому випадку може зменшуватися через збільшення інтенсивності їхнього розсіювання із емісією енергії оптичного фонону e0 із кінцевим станом дірки у нижній підзоні. Оскільки усереднена по напрямкам густина станів у верхній підзоні є приблизно у 20 разів меншою, ніж у нижній підзоні (для дірок з однаковою енергією відносно дна нижньої підзони), то навіть дірки із e » 2e0 головним чином будуть розсіюватись у нижню підзону. Аналогічно, подальше збільшення тиску також призводить до зменшення числа дірок у верхній підзоні внаслідок зменшення різниці e0 - e+р(р). Зменшення струму може бути обумовлено і іншими причинами: розширенням резонансного рівня e+ (що еквівалентно зменшенню часу життя дірки на цьому рівні); структурною перебудовою нижньої підзони (зменшення густини станів при збільшенні тиску) і, внаслідок цього, зменшенням часу взаємодії дірок нижньої підзони з резонансними домішковими станами (резонансне розсіювання).

У п.п.4.3 обговорюються результати дослідження випромінювання у далекому ІЧ діапазоні. Типові результати вимірів залежності інтенсивності випромінювання (у діапазоні спектральної чутливості фотоприймача Ge<Ga>) від тиску, отримані на одному із зразків, подані на рис.4. Тут же, на вставці показані положення вершин валентних підзон e+р і e-р, і відповідної їм серії верхніх e+, e+(excited) і нижніх e-, e-(excited) рівнів (утворених від основного і перших трьох збуджених станів домішки за відсутності тиску) акцепторного центру в залежності від величини міжпідзонного розщеплення D. Відзначимо, що положення домішкових рівнів в області гранично великих деформацій взяті з роботи [15].

Насамперед, звертає на себе увагу порогове по тиску збільшення інтенсивності випромінювання на 2 порядки (штрихова крива 6), що дозволяє припустити стимульований характер цього випромінювання. Виявлені області зростання спонтанного випромінювання (криві 3 ~ 5) ми пов'язуємо із оптичними переходами дірок, показаними на вставці широкими стрілками однакової довжини із e+(excited) станів (перший максимум) і e+ станів (другий максимум) у локалізовані стани. Для виникнення помітного спонтанного випромінювання необхідно, щоб населеність нижніх рівнів не перевищувала населеність верхніх. При відносно слабких електричних полях (криві 1, 2) рівень e- ще залишається частково заповненим (неповним спустошенням основного стану домішки, приблизно в таких же електричних полях, пояснюється провал області генерації в діапазоні 120…160 мкм для лазера на міжпідзонних переходах [16]). При збільшенні електричного поля його населеність дірками зменшується і виникає помітне спонтанне випромінювання - крива 3. Подальше збільшення електричного поля призводить до спустошення збуджених станів e+excited, очевидно, внаслідок пробою у "свою" підзону e+p. У результаті інтенсивність спонтанного випромінювання в області першого максимуму зменшується.

Висновок про пробій у "свою" подзону підтверджується тим, що в області тисків, де спостерігається другий максимум, не відбувається чергування кривих при зростанні електричного поля. У цьому випадку не відбувається спустошення рівня e+ внаслідок великої (по відношенню до положення збуджених станів) глибини його залягання під дном "своєї" підзони e+р. У той же час, оскільки глибина залягання рівня e- під дном підзони e-р при збільшенні тиску зменшується, то в однакових електричних полях населеність рівня e- буде меншою при 5 кбар, ніж при 2.5 кбар. Це знаходить своє відображення у тому, що приріст інтенсивності випромінювання і самі величини максимумів при 5 кбар є більшими, ніж при 2.5 кбар.

У світлі вищевикладеного, різке зростання інтенсивності випромінювання (на 2 порядки) у максимумі спонтанного випромінювання(в області тисків » 5 кбар при Хпк[111] и » 3 кбар при Хпк[100]), коли резонансним стає рівень e+, ми зв'язуємо (за аналогією із [7]) із виникненням внутрішньоцентрової інверсії між рівнями e+ і e.

У висновку представлені основні результати, отримані в дисертації, наведено обгрунтування їхньої достовірності, а також рекомендації по їхньому подальшому використанню.

У додатку зібрані схеми приладів оригінальної конструкції, що входять до складу експериментальної установки.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ, ОТРИМАНІ В РОБОТІ

У експериментах при збіжних напрямках електричного поля і одноосьового тиску:

1. Встановлено, що вимушене випромінювання виникає у достатньо легованих зразках (NA » 1014 ~ 1015 см-3) при досягненні порогових величин тиску (Х » 8~12 кбар) і електричного поля (Е » 3~4 кВ/см), супроводжується стрибкоподібним збільшенням електричного струму (у 2~6 разів) і генерується у широкому спектральному діапазоні (в інтервалі довжин хвиль » 40 ~ 100 мкм).

2. Виявлено, що пороговий тиск генерації і стрибка струму зменшується при збільшенні концентрації домішок і, навпаки, збільшується при зростанні температури. Таким чином, збільшення концентрації різних типів центрів розсіювання - домішок і акустичних фононів - призводить до протилежних результатів. Отримані результати вказують на суттєву роль домішок у механізмі виникнення інверсії і одночасно показують, що механізм інверсного перерозподілу дірок не може здійснюватися за рахунок квазіпружньої взаємодії останніх із центрами розсіювання у борнівському наближенні.

3. Експериментально встановлено, що генерація випромінювання і стрибок електричного струму виникають тільки після досягнення величин тиску, при яких відбувається зникнення статичного домену сильного електричного поля. На підставі аналізу особливостей розігріву дірок у одноосьово деформованому германії запропонований механізм зникнення домену. Він пов'язаний із збільшенням інтенсивності розсіювання дірок нижньої підзони на оптичних фононах і, у наслідок цього, зменшенням співвідношення між числом важких і легких дірок нижньої підзони. Спостерігаємо в експериментальних дослідженнях збільшення порогових тисків при підвищенні температури пояснюється необхідністю компенсувати вплив кБТ-фактору, який призводить до збільшення відносного числа важких дірок. Показано, що за інших однакових умах (концентрація домішок, електричних полів, температури) зникнення домену у випадку деформації кристала уздовж напрямку [100] повинно відбуватися при більшому енергетичному зазорі між валентними підзонами D, ніж у випадку [111]. Цей висновок підтверджується тим, що генерація випромінювання і стрибок струму у зразках, стиснутих уздовж зазначених кристалографічних напрямків, спостерігалися при приблизно однакових величинах тиску. На підставі сукупності експериментальних фактів висунуто припущення про відповідальність домену за великі значення порогових тисків і доцільності проведення досліджень при схрещених напрямках електричного поля і одноосьового тиску, коли немає фізичних причин для появи домену.

У експериментах при схрещених напрямках електричного поля і одноосьового тиску:

4. Виявлені максимуми на залежностях електричного струму від тиску при Т=77К і Е > 500 В/см. В той же час відзначається відсутність таких максимумів при температурі рідинного гелію. Положення максимумів по шкалі тиску знаходяться у залежності від кристалографічного напрямку, уздовж якого призводиться одноосьова деформація кристалу (Х » 5 кбар при Хпк[111] і Х » 3 кбар при Хпк[100]). Збільшення електричного струму починається в області величин тиску, коли у неперервному енергетичному спектрі валентної зони одноосьово деформованому кристалу виникає резонансний рівень домішки. На основі аналізу отриманих експериментальних результатів висунуто припущення, що при Т=77К відбувається інтенсивне спустошення квазілокальних станів за рахунок переходів дірок у підзони в електричному полі за участю акустичних фононів.

5. Проведені виміри інтенсивності випромінювання у далекому ІЧ діапазоні (l » 100 мкм) у залежності від величини тиску при різних електричних напругах. На отриманих залежностях при Е > 1200 В/см виявлені області збільшення інтенсивності випромінювання, поява яких пояснюється оптичними переходами дірок із резонансних рівнів домішок у їх локалізовані стани, енергетичні рівні яких знаходяться у забороненій зоні. Встановлено, що збільшення електричного поля сприяє суттєвому зростанню інтенсивності випромінювання в області значень тиску Х » 5 кбар при Хпк[111] та Х » 3 кбар при Хпк[100], а при Е» 2 кВ/см - виникненню вимушеного випромінювання. Зростання інтенсивності випромінювання пояснюється збільшенням ефективності спустошення локалізованих станів у більш потужних електричних полях і, у наслідок цього, виникненням інверсного перерозподілу дірок між резонансними і локалізованими рівнями, тобто, внутрішньоцентрової інверсії.

одноосьова деформація внутрішньоцентрова інверсія

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі вивчалися електрооптичні явища в одноосьово деформованому ("розщепленому") дірковому германії з метою з'ясовування фізики та умов формування інвертованих розподілів дірок у середньому та далекому ІЧ діапазонах. Одноосьова деформація досліджуваних зразків (вирізаних із монокристалів p-Ge із різноманітною концентрацією домішок Ga) проводилася уздовж кристалографічних напрямків [100] і [111], а електричний струм пропускався як паралельно, так і перпендикулярно напрямку тиску. Проведені виміри інтенсивності випромінювання (при Т = 4.2К) в області довжин хвиль »100 і 40 мкм і електричного струму (при Т= 4.2 і 77К) у зразках у широкому діапазоні механічних напружень і електричного поля дозволили суттєво розширити фактичну базу даних про електрооптичні явища гарячих дірок у одноосьово деформованому кристалі германію. Аналіз результатів дослідів сприяв розвитку уявлень про резонансні стани у "розщепленому" германії і нового механізму генерації випромінювання гарячими дірками - внутрішньоцентрової інверсії. Отримані експериментальні результати можуть стати корисними для вирішення задач, пов'язаних із створенням інвертованих розподілів носіїв заряду для терагерцового частотного діапазону на основі твердотільних напружених структур.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ АВТОРА ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Белых В.Г, Далакян А.Т., Тулупенко В.Н., Фирсов Д.А. Экспериментальное изучение влияния одноосного давления на эффекты горячих дырок в р-германии в продольных электрических полях // ФТП. - 1995. - Т. 29. - С. 1764 - 1770.

2. Білих В.Г., Далакян А.Т., Тулупенко В. М., Фірсов Д.А. Про вплив одновісного тиску на ефекти гарячих дірок у германії у поздовжніх електричних полях // Укр.фіз журн. - 1995. - Т. 40. - № 9. - С. 1008 - 1010.

3. Dalakyan A T., Shevchenko S.S., Tulupenko V.N., Firsov D.A. Stimulated fir radiation of hot holes from uniaxially deformed germanium: influence of impurity concentration and temperature // Lithuanian Journal of Physics. - 1995. - V. 35. - No. 5 - 6. - P. 507- 510.

4. Abramov A.A., Akimov V.I., Dalakyan A.T., Tulupenko V.N., Zaitsev A.M., Danilov S.N., Firsov D.A., Shalygin V.A. Experimental investigations of electric current under transverse and longitudinal electric field in the uniaxial-deformed p-Ge // Proceeding of SPIE Four Int. Conference on Material Science and Material Properties for Infrared Optoelectronics. - V. 3890. - P. 196 - 200.

5. Абрамов А.А., Далакян А.Т., Тулупенко В.Н., Фірсов Д.А. Вольт-амперні та ампер-барні залежності для діркового германію при скрещених напрямах одновісного тіску і електричного поля. // Укр.фіз журн. - 1999. - Т.44. - № 3. - С.318-320.

6. Abramov A.A., Akimov V.I., Dalakyan A.T., Tulupenko V.N., Zaitcev A.M., Danilov S.N., Firsov D.A., Shalygin V.A. Electric current study under parallel and perpendicular directions of uniaxial pressure and strong electric field in p-Ge. // Trans Tech Public. - 1999. - V. 297 - 298. - P. 283 - 286.

7. Бондар В.М., Далакян А.Т., Тулупенко В.Н., Фирсов Д.А. О резонансных состояниях в "расщепл~нном" германии // Письма в ЖЭТФ. -1999. - т. 69. - вып. 9, - С. 638 - 642.

8. Бондар В.М, Воробьов Л.Е., Фирсов Д.А., Далакян А.Т, Тулупенко В.Н. Исследование излучения горячих дырок в германии при взаимно перпендикулярных направлениях электрического поля и одноосной деформации // Письма в ЖЭТФ. -1999. - т. 70. - вып. 4, - С. 257 - 261.

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА

1. Воробьев Л.Е., Осокин Р.И., Стафеев В.И., Тулупенко В.Н. Обнаружение генерации ДИК - излучения горячими дырками в германии в скрещенных электрических и магнитных полях. // Письма в ЖЭТФ. - 1982. - Т.35. - №9. - С. 360 - 362.

2. Андронов А.А. Субмиллиметровые лазеры на горячих дырках в полупроводниках.- Горький: ИПФ АН СССР, 1986. - 183 c.

3. Полупроводниковые мазеры на циклотронном резонансе: Сб. науч. тр. - Горький: ИПФ АН СССР, 1986. - 175 c.

4. Воробьев Л.Е., Данилов С.Н., Кочегаров Ю.В. и др. Усиление излучения дальнего ИК диапазона горячими дырками в германии в скрещенных электрическом и магнитном полях // ФТП. - 1997.- T. 31.- C. 1482 - 1486.

5. Komiyama S. Hot carrier effects in semiconductors: intervalence band laser oscilation in Ge // Proc. 18th Int. Conf. Phys. Semicond. - Stockholm. - 1986. - P. 167 - 171.

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

7. Алтухов И.В., Каган М.С., Королев К.А. и др. Внутрицентровая инверсия как причина индуцированного излучения в сильно деформированном p-Ge // Письма в ЖЭТФ - 1994. - Т. 59. -С.455 - 457.

8. Бир Г.Л., Пикус Г.Е. Симметрия и деформационные эффекты в полупроводниках - М.: , 1978. -584с.

9. Кастальский А.А., Рывкин С.М. Ганн-эффект в одноосно сжатом германии // ФТП. -1967. Т.1, № 4. -С. 622 -625.

10. Gram N O. and Meyer N.I. High-Frequency Current Oscillations in Stressed p-Type Germanium // Phys. Stat. Sol. (a) -1970. V. 1. -P. 237 - 243.

11. Ridley B.K. and Watkins T.B. The possibility of negative resistance effects in semiconductors // Proc.Phys.Soc.(London) 1961. - V.78. - N.500. - P. 293 - 304.

12. Бонч-Бруевич В.Л., Звягин И.П., Миронов А.Г. Доменная неустойчивость в полупроводниках. М.: Наука, 1972. - 416 с.

13. Баханова Е.В., Васько Ф.Т. Примесные состояния в одноосно сжатых полупроводниках с вырожденными зонами // ФТТ. - 1990. - Т. 32. - №7. - С. 86 - 93.

14. Broeckx J. and Vennik J. Interpretation of acceptor excitation spectra in uniaxially stressed germanium // Physical Review B - 1987. - V. 35. - N.12. - P. 6165 - 6168.

15. Однолюбов М.А., Чистяков В.М. Расчет энергетических уровней мелкого акцептора в одноосно деформированных полупроводниках // ФТП - 1998. - Т. 32. - №7. - С. 799 - 802.

16. Demihovsky S.V., Muravev A.V., Pavlov S.G. and Shastin V. N. Stimulated emission using the transistions of shallow acceptor states in germanium // Semicond. Sci. Texnol. - 1992. - V. 7. -P. B 622 -625.

АНОТАЦІЇ

Далакян А.Т. Електрооптичні явища дірок в одноосьово деформованому германії. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 - фізика твердого тіла. - ДонФТІ ім. О.О. Галкіна НАН України, Донецьк, 2000.

Дисертацію присвячено дослідам інверсного перерозподілу носіїв струму в одноосьово деформованому кристалі p-Ge для підсилення і генерації світла у терагерцовому діапазоні спектру. Експериментами при збіжних напрямках електричного поля і одноосьового тиску виявлено визначальну роль домішок у формуванні механізму інвертованих розподілів. Показано, що генерація випромінювання виникає при суттєво менших величинах тиску у випадку схрещених напрямків електричного поля і одноосьового тиску, ніж при збіжних напрямках останніх. Сукупність всіх отриманих результатів свідчить про виникнення у неперервному енергетичному спектрі валентної зони одноосьово деформованого германію резонансних домішкових станів і що внутрішньоцентрова інверсія є основною причиною генерації випромінювання у далекому ІЧ діапазоні.

Ключові слова: одноосьова деформація, резонансний домішковий рівень, внутрішньоцентрова інверсія.

Далакян А.Т. Электрооптические эффекты дырок в одноосно деформированном германии. - Рукопись.

Диссертация на соискание уч~ной степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.07 - физика твердого тела. - Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина НАН Украины, Донецк, 2000.

Диссертация посвящена исследованиям инверсного перераспределения носителей заряда в одноосно деформированном кристалле p-Ge для усиления и генерации света в терагерцовом диапазоне частот.

Отправной точкой для начала экспериментальных работ по теме диссертации послужило сообщение об обнаружении стимулированного излучения в дальнем ИК диапазоне спектра из одноосно сжатого дырочного германия при совпадающих направлениях электрического поля (Е) и давления (Х). Отмечалось, что генерация излучения сопровождается скачкообразным увеличением электрического тока и возникает при достижении достаточно больших пороговых величин электрического поля и давления. В тоже время, оставался неясным вопрос о физических причинах генерации излучения, отсутствовали подробные данные об условиях ее возникновения в зависимости от различных параметров. С целью решения этих задач, а также поиска более благоприятных условий для возникновения индуцированного излучения (уменьшения пороговых давлений), в настоящей работе разработана методика исследований, направленная на выявление влияния различных физических параметров (концентрации примеси, кристаллографических направлений, вдоль которых прикладывается одноосное давление, температуры) на электрооптические свойства горячих дырок в одноосно деформированном германии. Одноосная деформация образцов, вырезанных из монокристаллов германия с различной концентрацией примеси Ga, производилась вдоль кристаллографических направлений [100] и [111]. Исследования зависимостей интенсивности излучения в дальнем и среднем ИК диапазонах (при Т= 4.2К) и электрического тока (при Т= 4.2 и 77К) от величин одноосного давления и электрического поля проводились как при ЕпкХ, так и при Е^Х.

В экспериментах при ЕпкХ получены результаты, которые, во-первых, подтверждают возникновение стимулированного излучения и скачка электрического тока при больших пороговых величинах давления и электрического поля, во-вторых, показывают, что излучение генерируется в интервале длин волн » 40~100 мкм, т.е., более широком, чем раннее предполагалось. Установлено, что величина пороговых давлений уменьшается при увеличении концентрации примеси, а с ростом температуры, напротив, увеличивается. На основе этих экспериментальных результатов сделан вывод, что роль примеси в механизме возникновения вынужденного излучения должна быть определяющей, и, в тоже время, инверсное перераспределение дырок, ответственное за генерацию, не может осуществляться за счет квазиупругого взаимодействия последних с рассеивающими центрами в борновском приближении. Установлено, что генерация излучения и скачок электрического тока не могут возникнуть, пока в образце есть домен сильного электрического поля. Появление домена вызвано отрицательной дифференциальной проводимостью, возникающей из-за наличия перегиба на законе дисперсии дырок нижней подзоны в направлении, совпадающем с направлением приложенного одноосного давления. Подавление отрицательной дифференциальной проводимости и исчезновение домена при пороговых величинах давления можно объяснить уменьшением соотношения между числом тяжелых и легких дырок нижней подзоны за счет увеличения интенсивности рассеяния тяжелых дырок нижней подзоны на оптических фононах. На основании анализа всей совокупности полученных экспериментальных результатов сделан вывод, что домен является ответственным за большие пороговые величины давления и электрического поля и целесообразности проведения исследований при скрещенных направлениях электрического поля и давления. В этом случае нет причин для появления домена, так как на законах дисперсии дырок в направлении, перпендикулярном направлению приложенного одноосного давления, нет никаких особенностей. Поэтому, при Е^Х можно ожидать возникновение генерации излучения при меньших величинах давления, чем в случае ЕчпХ.

В экспериментах при Е^Х получены новые результаты, свидетельствующие о существовании резонансных состояниях примеси в одноосно деформированном p-Ge. На зависимостях электрического тока от давления при Т=77К обнаружены максимумы. Выявлено, что положение этих максимумов по шкале давлений зависит от кристаллографических направлений, вдоль которых проводилось одноосное сжатие образцов, причем величины давления, при которых начинается увеличение тока, соответствуют появлению в разрешенном энергетическом спектре валентной зоны одноосно деформированного кристалла резонансного уровня примеси. Появление максимумов объясняется интенсивным опустошением квазилокальных состояний за счет переходов дырок в подзоны в электрическом поле при участии акустических фононов. Этот вывод подтверждается отсутствием таких максимумов при температуре жидкого гелия. На зависимостях интенсивности излучения в дальнем ИК диапазоне от величины давления выявлены области увеличения интенсивности излучения, возникновение которых объясняется оптическими переходами дырок с резонансных уровней в локализованные состояния примеси. Обнаружено возникновение стимулированного излучения при существенно меньших величинах давления, чем при ЕчпХ. Генерация наблюдалась в области максимума интенсивности спонтанного излучения и объясняется внутрицентровой инверсной заселенностью дырок между резонансными и локализованными уровнями примеси.