Методом молекулярно-пучковой эпитаксии продемонстрирована возможность изготовления гетероструктур квантово-каскадных лазеров спектрального диапазона 7-8 mum, содержащих в активной области 50 квантовых каскадов на основе гетеропары твердых растворов In0.53Ga0.47As/Al0.48In0.52As. Для получения оптического излучения использована конструкция квантового каскада, основанная на принципе двухфононного резонансного рассеяния. Методами рентгеновской дифракции и просвечивающей электронной микроскопии исследованы структурные свойства созданных гетероструктур и подтверждено их высокое структурное совершенство --- идентичность состава и толщин эпитаксиальных слоев во всех 50 каскадах. Полосковые лазеры, изготовленные из гетероструктуры, демонстрируют лазерную генерацию с пороговой плотностью тока менее 1.6 kA/cm2 при температуре 78 K. DOI: 10.21883/PJTF.2017.14.44833.16776

The results of development of the basic structure and technological conditions of growing heterostructures for single- and dual-frequency quantum-cascade lasers are reported. The heterostructure for a dual-frequency quantum-cascade laser includes cascades emitting at wavelengths of 9.6 and 7.6 μm. On the basis of the suggested heterostructure, it is possible to develop a quantum-cascade laser operating at a difference frequency of 8 THz. The heterostructures for the quantum-cascade laser are grown using molecularbeam epitaxy. The methods of X-ray diffraction and emission electron microscopy are used to study the structural properties of the fabricated heterostructures. Good agreement between the specified and realized thicknesses of the epitaxial layers and a high uniformity of the chemical composition and thicknesses of the epitaxial layers over the area of the heterostructure is demonstrated. A stripe-structured quantum-cascade laser is fabricated; its generation at a wavelength of 9.6 μm is demonstrated.