Эффективная генерация электронно-дырочной плазмы в GaAs при электронном возбуждении

При возбуждении импульсным (τ≈100 нс, f = 50 Гц) пучком электронов с энергией 50 кэВ особо чистых эпитаксиальных пленок GaAs с концентрацией носителей 7·10¹³–3·10¹⁵ см^–3 исследованы энергетические и спектральные характеристики лазеров в области 92–300 K. Показано, что когерентное излучение возникает в результате рекомбинации носителей, образующих электронно-дырочную плазму высокой плотности. При 92 K пороги генерации были достаточно низкими ~0,4 А/см², а дифференциальная квантовая эффективность высокой ~ 20–25 %. С ростом температуры (до 300 K) эффективность уменьшалась незначительно, в 1,5–2 раза, а j_п ~T^3/2. В спектрах излучения таких лазеров обнаружены моды волноводного типа, в которых излучение было полностью поляризованным. Обсуждаются причины возникновения волновода при возбуждении нелегированного GaAs.