Н А У Ч Н О Е   Н А П Р А В Л Е Н И Е  
"О П Т И К А   Н Е Р А В Н О В Е С Н Ы Х   Э Л Е К Т Р О Н О В"


Руководитель направления
д.ф.-м.н., профессор Леонид Евгеньевич Воробьев, Лауреат Государственной премии СССР, заслуженный деятель науки РФ.

 

Информация для контактов:

195251, Санкт-Петербург, Политехническая, 29
2-й учебный корпус, помещение 210
Телефон: (812) 552-9671
Факс: (812) 533-4717
Электронная почта: LVor@rphf.spbstu.ru

Научный коллектив

Основными направлениями исследований являются:

Новые оптические и кинетические явления в полупроводниках в сильных электрических полях при разогреве носителей заряда, а также в сильных скрещенных электрических и магнитных полях:

  • внутризонное и межподзонное излучение света горячими электронами и дырками;  
  • внутри- и межзонное поглощение света горячими электронами и дырками, в том числе и индуцированное неравновесными оптическими фононами;
  • эффекты Фарадея и Керра на горячих электронах и дырках в однодолинных и многодолинных полупроводниках;
  • индуцированное неравновесными оптическими фононами межзонное поглощение света;
  • оптическая активность, индуцированная током;
  • увлечение фотонов током дырок в германии;
  • интерференция света при разогреве электронов;
  • инверсия населенности горячих носителей заряда и генерация излучения дальнего ИК диапазона.

Оптические явления в наногетероструктурах, связанные, главным образом, с внутризонными (внутриподзонными и межподзонными) переходами неравновесных носителей заряда в квантовых ямах, с внутризонными межуровневыми переходами неравновесных носителей заряда в квантовых точках, динамика поглощения и излучения света в наноструктурах в пикосекундном диапазоне:

  • излучение и поглощение света дальнего ИК (терагерцового) диапазона при внутри- и межподзонных переходах горячих электронов и дырок;
  • поглощение и преломление света при разогреве электронов в квантовых ямах;
  • внутризонное излучение света из квантовых точек и квантовых ям;
  • циркулярный фотогальванический эффект на межподзонных переходах в квантовых ямах.

Приборы полупроводниковой оптоэлектроники и наноэлектроники

  • лазеры терагерцового диапазона на горячих дырках в германии (государственная премия СССР, 1987 г.)
  • быстродействующие модуляторы ИК излучения на горячих носителях заряда,
  • лазеры и детекторы среднего ИК диапазона на базе наногетероструктур с квантовыми ямами и точками

Неразрушающая диагностика полупроводников и полупроводниковых структур.

В течение последних лет выполнены следующие проекты:

  • "Interlevel and intersubband transitions in array of InAs/ GaAs, Ge/Si quantum dot" (Грант INTAS № 2001-0615, 2002-2005 гг. руководитель Д.А.Фирсов).
  • “New heterostructure lasers based on intraband transitions of injected carriers in quantum wells: proposal, growth, research" (Грант INTAS № 99-01242, 2000-2003 гг.Руководитель Л.Е. Воробьев).
  • “Intraband and intersubband absorption and emission in semiconductor quantum wells for the development of infrared and far-infrared lasers" (Грант INTAS-РФФИ  №95-0615, 1996-1999, руководитель Л.Е.Воробьев).
  • “Intralevel transitions in quantum dots: development of far infrared quantum dot laser" (Грант INTAS №97-751 (1998-2001, руководитель Д.А.Фирсов).
  • "Epitaxial growth and characterisation of silicon carbide with low defect density as a material for high power device applications" (Грант INTAS № 96-0254 (1997-1999, руководитель Л.Е.Воробьев).
  • "Разработка новых лазеров среднего и дальнего ИК диапазонов на основе низкоразмерных квантовых полупроводниковых структур", (Грант МНТЦ, № 2293, 2002-2005, руководитель Л.Е.Воробьев)
  • "Внутризонные оптические явления в асимметричных туннельно-связанных квантовых ямах. Инверсия населенности". (Грант РФФИ № 03-02-16719, 2003-2005, руководитель Д.А.Фирсов)
  • "Внутризонные и межзонные оптические переходы носителей заряда в квантовых точках и молекулах". (Грант РФФИ  № 02-02-17622, 2002-2004, руководитель Л.Е.Воробьев).
  • "Новые явления, связанные с межподзонными оптическими переходами носителей заряда в полупроводниковых квантовых ямах. Инверсия населенности". (Грант РФФИ № 99-02-17102, 1999-2001, руководитель Л.Е.Воробьев).
  • "Излучение и поглощение света в дальнем ИК диапазоне при межуровневых переходах электронов и дырок в квантовых точках" (Грант РФФИ № 98 02 16967, 1998-2000, руководитель Д.А.Фирсов).
  • "Исследование оптический и электрических явлений в структурах с квантовыми ямами, сверхрешетками и квантовыми точками с целью развития элементной базы информационных технологий" (Программа Минпромнауки РФ "Развитие новых направлений элементной базы информационных технологий", 2001-2002, руководитель Л.Е.Воробьев)
  • "Наноструктуры и приборы на их основе для систем передачи и обработки информации" (Минпромнауки РФ, 2001-2002, руководитель Л.Е.Воробьев).
  • "Усиление и генерация электромагнитного излучения на внутризонных переходах" (Минпромнауки РФ, 2000-2002, руководитель Л.Е.Воробьев).
  • "Излучение и поглощение света при внутризонных переходах носителей заряда в квантовых ямах и квантовых точках". (Программа Минпромнауки РФ "Физика твердотельных наноструктур", №99-1138, 1999-2001, руководитель Л.Е.Воробьев)
  • "Внутризонные оптические явления в квантовых ямах, квантовых точках и квантовых молекулах полупроводниковых наногетероструктур". (Программа Минобразования РФ "Университеты России", № ур.01.01.038, 2004 -2005, руководитель Л.Е.Воробьев).
  • "Внутризонные оптические явления в искусственных молекулах из квантовых точек и в асимметричных туннельно-связанных квантовых ямах" (Минобразования РФ, № Е02-3.4-318 (2003-2005, руководитель Л.Е.Воробьев).
  • "Внутризонные и межзонные переходы носителей заряда в наноструктурах с квантовыми точками и ямами". (Минобразования РФ, № Е00-3.4-544, 2001-2002, руководитель Л.Е.Воробьев).
  • "Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике", (Федеральная целевая программа "Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 годы",№ Ц0054/1295, 2002-2006, координатор Л.Е.Воробьев).
  • "Развитие учебно-научного процесса в области современной физики полупроводников и наноэлектроники на базе филиала кафедры "Физика полупроводников и наноэлектроника" С. Петербургского государственного технического университета в Физико-техническом институте РАН". (Федеральная целевая программа "Интеграция науки и высшего образования России на 1997-2000 годы", №75, 1997-2000, координатор Л.Е.Воробьев).

Результаты исследований за последние годы отражены в 5 монографиях и учебных пособиях и в более чем в 40 статьях; в их числе:

  • Л.Е.Воробьев, Е.Л.Ивченко, Д.А.Фирсов, В.А.Шалыгин. Оптические свойства наноструктур. "Наука", С.-Петербург, учеб. пособие под редакцией Е.Л.Ивченко и Л.Е.Воробьева, 2001 188 с.
  • Л.Е.Воробьев, С.Н.Данилов, Е.Л.Ивченко, М.Е.Левинштейн, Д.А.Фирсов, В.А.Шалыгин. Кинетические и оптические явления в сильных электрических полях в полупроводниках и наноструктурах. "Наука", С.-Петербург, учеб. пособие под редакцией Л.Е.Воробьева, 2000, 160 с.
  • S.Hanna, A.Seilmeier, V.A.Shalygin, D.A.Firsov, L.E.Vorobjev, V.M.Ustinov, A.E.Zhukov. Dynamics and collective properties of non-equilibrium carriers in highly photoexcited quantum wells. Semiconductor Science and Technology, v.19, pp.S290-S292 (2004).
  • S.Hanna, S.R.Schmidt, V.A.Shalygin, D.A.Firsov, L.E.Vorobjev, V.M.Ustinov, A.E.Zhukov, A.Seilmeier. Intersubband absorption in highly photoexcited semiconductor quantum wells. Physica E, v.19, p.364-371 (2003).
  • V.A.Shalygin, L.E.Vorobjev, V.Yu.Panevin, D.A.Firsov, S.Hanna, H.Knieling, A.Seilmeier, E.M.Araktcheeva, N.V.Kryzhanovskaya, A.G.Gladyshev, A.E.Zhukov, V.M.Ustinov. Excited state photoluminescence in stepped InGaAs/AlGaAs quantum wells under picosecond excitation. International Journal of Nanoscience, 2003, v.2, No. 6, pp.427-435
  • D. Pal, V.G. Stoleru, E. Towe, D. Firsov. Quantum Dot-Size Variation and Its Impact on Emission and Absorption Characteristics: An Experimental and Theoretical Modeling Investigation. Japanese Journal of Applied Physics, v.41, p.482-489, (2002).
  • S.D. Ganichev, E.L. Ivchenko, S.N. Danilov, J. Eroms, W. Wegscheider, D. Weiss, W. Prettl. Conversion of Spin into Directed Electric Current in Quantum Wells. Phys. Rev. Lett. V.86, pp. 4358-4361 (2001).
  • A. Kastalsky, L.E. Vorobjev, D.A. Firsov, V.L. Zerova, E. Towe. A dual-color injection laser based on intra- and inter-band carrier transitions in semiconductor quantum wells or quantum dots. IEEE Journal of Quantum Electronics, v. 37, pp.1356-1362, (2001).
  • Л.Е. Воробьев, С.Н. Данилов, В.Н. Тулупенко, Д.А. Фирсов. Генерация излучения миллиметрового диапазона при пролетном резонансе электронов в фосфиде индия в сильном электрическом поле. Письма в ЖЭТФ т. 73, 10 марта, с. 253-257 (2001).
  • L.E. Vorobjev, S.N. Danilov, A.V. Gluhovskoy, V.L. Zerova, E.A. Zibik, V.Y. Panevin, D.A. Firsov, V.A. Shalygin, A.D. Andreev, B.V. Volovik, A.E. Zhukov, N.N. Ledentsov, D.A. Livshits, V.M. Ustinov, Y.M. Shernyakov, A.F. Tsatsulnikov, A. Weber, M. Grundmann, S.R. Schmidt, A. Seilmeier, E. Towe, D. Pal. Optical phenomena connected with intraband carrier transitions in quantum dots and quantum wells. Nanotechnology, vol.12, pp. 462-465, (2001).
  • Л.Е. Воробьев, Д.В. Донецкий, Д.А. Фирсов. Увлечение фотонов током дырок в германии. Письма в ЖЭТФ т. 71, с. 477-480 (2000).
  • E. Towe, L.E. Vorobjev, S.N. Danilov, Yu.V. Kochegarov, D.A. Firsov, D.V. Donetsky. Hot electron far-infrared intrasubband absorption and emission in quantum wells. Applied Physics Letters, v.75, p.2930-2932, (1999).
  • Л.Е.Воробьев, Д.А.Фирсов, В.А.Шалыгин, В.Н.Тулупенко, Н.Н.Леденцов, П.С.Копьев, В.М.Устинов, Ю.М.Шерняков Ж.И.Алферов. Перспективы создания источников излучения среднего ИК диапазона на основе внутризонных межуровневых переходов носителей заряда в инжекционных лазерных гетероструктурах с квантовыми точками и ямами. Успехи физических наук, т. 169, № 4, с.459-464, 1999 г.  

В рамках работ направления выполнены и защищены ряд диссертаций

  • Тулупенко Виктор Николаевич, «Инвертированные состояния носителей тока в полупроводниках для средней (длины волн от 10 до 50 мкм) и дальней (длины волн от 50 до 200 мкм) инфракрасной областей спектра», 1999 г., д.ф.-м.н.
  • Фирсов Дмитрий Анатольевич, «Оптические явления в полупроводниках и полупроводниковых наноструктурах, связанные с неравновесными свободными носителями тока», 2000 г., д.ф.-м.н.
  • Зибик Евгений Анатольевич, «Внутризонные переходы неравновесных носителей заряда в GaAs/AlGaAs квантовых ямах», 2001 г., к.ф.-м.н.
  • Титков Илья Евгениевич, «Неразрушающая диагностика электронных свойств структур на основе SiC и GaAs/AlGaAs», 2001 г., к.ф.-м.н.
  Адрес факультета:
  195251, Санкт-Петербург, Политехническая 29
Деканат факультета: 2-й учебный корпус, помещение 440
Телефон/Факс: 552-9516
Электронная почта:
           деканат - deanery@rphf.spbstu.ru
           руководитель отделения - dean@rphf.spbstu.ru