• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Проектирование, синтез и исследование гетероструктур на основе широкозонных III-N материалов и микролазеров на основе высокодобротных резонаторов

Проект в рамках конкурса «Международное академическое сотрудничество»

Руководители проекта: Крыжановская Наталья Владимировна, Луценко Евгений Викторович

Период реализации: 2024-2026 г.

Цели

В основе проекта лежит идея создания фотонной элементной базы с набором функциональных характеристик, пригодных для создания интегральных фотонных схем на основе III-N соединений. Схемы интегральной фотоники в целом, могут включать в себя такие функции как генерация, фокусировка, деление, совмещение, поляризация, модуляция, детектирование света и т.д. Фокус данного проекта нацелен на создание миниатюрных III-N источников когерентного излучения, т.е. лазерных источников, выполненных с использованием дисковых или кольцевых резонаторов.

Совместный проект позволяет расширить спектр научных исследований обеих команд: для коллектива НИУ ВШЭ стали возможными исследования микролазеров на основе новой системы материалов (III-N), обладающей уникальными характеристиками. До этого основное направление исследований было ориентировано на микролазеры на основе GaAs, излучающие в телекоммуникационном диапазона 1,-1,3 мкм. В тоже время исследование III-N микролазеров широко развивается в мировом научном сообществе из-за высокой практической привлекательности результатов исследований и возможности получения принципиально новых свойств излучателей. Для коллектива Института физики имени Б.И. Степанова Национальной Академии Наук Беларуси традиционным является эпитаксия и исследование фундаментальных свойств III-N материалов, СВЧ-приборов и приборов оптоэлектроники

Задачи

Ключевыми задачами проекта являются:

  • развитие технологии синтеза лазерных III-N гетероструктур, содержащих слои активной области и обладающих большим оптическим усилением и высокой квантовой эффективностью.
  • создание дизайна и технологии создания III-N микролазеров с резонаторами высокой добротности (>3000), и исследование их лазерных характеристик.
  • исследование структурных свойств III-N материалов, осажденных на чужеродные подложки (сапфир, кремний, рост в SiN окнах на кремнии). Анализ влияния структурных дефектов на характеристики микролазеров
  • сравнительное исследование различных подходов формирования резонаторов на резонансные характеристики и потери на рассеянии на шероховатостях стенок.

Ожидаем, что выполнение исследовательских задач будет сопровождать обогащение исследовательского опыта коллективов за счет взаимодополняющей функции проекта, расширение областей научного исследования коллективов, приобретение новых навыков и методов исследования, повышение международной конкурентоспособности коллективов и упрочнение научных связей коллективов. Прикладная значимость результатов проекта заключается в создании суперкомпактных источников лазерного излучения видимого диапазона пригодных для приложений биохимического обнаружения и оптических межсоединений. Такие источники лазерного излучения могут быть размещены в современных компактных электронных и роботехнических системах. Лазеры на основе III-N материалов обладают высокой химической стойкостью и механической стабильностью, что делает их привлекательными для применений в агрессивных средах, при механических нагрузках и в условиях жесткого электромагнитного излучения.

 

В проекте принимают участие молодые исследователи, в том числе студенты бакалавриата, магистратуры и аспиранты. В состав российской команды входят 3 студента бакалавриата, 2 студента магистратуры и 2 аспиранта. В ходе проекта в 2024 году будет организовано 2 круглых стола по тематике проекта и 3 обобщающих семинара с участием молодых исследователей.

Научный коллектив проекта

НИУ ВШЭ

Войтович Вероника Ивановна

Стажер-исследователь

Деркач Николай Николаевич

Стажер-исследователь

Жуков Алексей Евгеньевич

Научный руководитель

Комаров Сергей Дмитриевич

Стажер-исследователь

Крыжановская Наталья Владимировна

Заведующий лабораторией

Масютин Дмитрий Алексеевич

Стажер-исследователь

Махов Иван Сергеевич

Научный сотрудник

Мельниченко Иван Алексеевич

Стажер-исследователь

Моисеев Эдуард Ильмирович

Научный сотрудник

Образцова Анна Александровна

Стажер-исследователь

Фейгин Григорий Александрович

Фоминых Никита Андреевич

Младший научный сотрудник

Институт физики имени Б.И. Степанова НАН Беларуси

Луценко Евгений Викторович

Данильчик Александр Викторович

Вайнилович Алексей Геннадьевич

Нагорный Алексей Валерьевич

Урманов Борис Дмитриевич

Шохонов Денис Александрович

Микулич Виктор Владимирович

Шуленкова Варвара Алексеевна

Калинин Марк Сергеевич

Публикации

  • Natalia V. Kryzhanovskaya , Eduard I. Moiseev , Alexey M. Nadtochiy , Ivan A. Melnichenko , Nikita A. Fominykh , Konstantin A. Ivanov , Sergey D. Komarov , Ivan S. Makhov , Evgenii V. Lutsenko , Aliaksei G. Vainilovich , Aliaksei V. Nahorny, and Alexey E. Zhukov, "Output Power of III-V Injection Microdisk and Microring Lasers," in IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, vol. 31, no. 2: Pwr. and Effic. Scaling in Semiconductor Lasers, pp. 1-12, March-April 2025, Art no. 1501312, doi: 10.1109/JSTQE.2024.3450812.

 

Нашли опечатку?
Выделите её, нажмите Ctrl+Enter и отправьте нам уведомление. Спасибо за участие!
Сервис предназначен только для отправки сообщений об орфографических и пунктуационных ошибках.