Механизм вынужденного комбинационного рассеяния света в кремнии, легированном гелиеподобными донорами

Аннотация: Теоретически изучен кремний, легированный нейтральными гелиеподобными донорами магния, в качестве активной среды в терагерцевом диапазоне частот. Инверсионный механизм, реализующийся в Si:Mg, при оптическом возбуждении не обладает необходимой эффективностью ввиду наличия быстрых релаксационных процессов. Напротив, механизм вынужденного комбинационного рассеяния обладает меньшей чувствительностью к временам релаксации и позволяет получать перестройку спектра генерации. Важной особенностью двухзарядных доноров оказывается наличие двух стоксовых сдвигов в системе, что позволяет существенно расширить диапазон излучаемых частот. Расчеты показали, что комбинированное использование одноосной деформации кристалла и перестройки энергии кванта возбуждения в диапазоне 95 – 105 мэВ (23 – 25.5 ТГц) позволит получить ВКР в полосе частот 7 – 33 мэВ (~1.5 – 8 ТГц).

Ключевые слова: вынужденное комбинационное рассеяние, сечение усиления, кремний, двухзарядные доноры.