Zastosowanie aproksymacji wielomianowej w symulacjach kwantowych laserów kaskadowych

• Autorzy: Mączka Mariusz , Pawłowski Stanisław , Hałdaś Grzegorz

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.12.74

Warianty tytułu

EN

Application of polynomial approximation in simulations of quantum cascade lasers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy (Application of polynomial approximation in simulations of quantum cascade lasers) zaprezentowano wyniki modelowania struktury kwantowego lasera kaskadowego z wykorzystaniem półanalitycznej metody aproksymacji wielomianowej pozwalającej na obliczanie rozkładu ładunku. Zastosowane podejście zapewnia szybką zbieżność samouzgodnionego rozwiązywania równań Schrödingera i Poissona oraz pozwala na uzyskiwanie wyników z ustaloną dokładnością. Dla poparcia powyższej tezy w pracy zamieszczono wybrane symulacje struktury lasera z użyciem najbardziej znanych modeli.

EN

The paper presents the use of semi-analytical polynomial approximation method to simulate of the QCL (quantum cascade laser) structures. The applied approach ensures a quick convergence of the self-consistent solution of the Schrödinger and Poisson equations and allows for a thesis that the numerical model using them is one of the most effective. To support the above thesis, a comparison of selected simulation results obtained with the use of the best known QCL models has been provided.

Słowa kluczowe

PL

kwantowy laser kaskadowy; rozwiązywanie równań Schrödingera; rozwiązywanie równań Poissona; formalizm NEGF

EN

quantum cascade laser; Poisson equation; Schrödinger equation; NEGF formalism

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 12
• Strony: 321--324
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mączka Mariusz

• Politechnika Rzeszowska, Katedra Podstaw Elektroniki, ul. W. Pola 2a, 35-959 Rzeszów

• https://orcid.org/0000-0003-4137-482

autor

Pawłowski Stanisław

• Politechnika Rzeszowska, Zakład Elektrodynamiki i Systemów Elektromaszynowych, ul. Pola 2, 35-959 Rzeszów

• https://orcid.org/0000-0003-0381-2066

autor

Hałdaś Grzegorz

• Politechnika Rzeszowska, Katedra Podstaw Elektroniki, ul. W. Pola 2a, 35-959 Rzeszów

• https://orcid.org/0000-0002-9546-833X

Bibliografia

• [1] Faist, J.; Capasso F.; Sivco D. L.; Hutchinson A. L.; Chu Sung-Nee G. and Cho A. Y.: Short wavelength (λ∼3.4 μm) quantum cascade laser based on strained compensated InGaAs/AlInAs, Appl. Phys. Lett. 1998, 72, 680-682.
• [2] Hu, Q.; Williams, B. S.; Kumar, S.; Callebaut Hans and Reno, J. L.: Terahertz quantum cascade lasers based on resonant phonon scattering for depopulation, Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, 2004, 362, 233–249.
• [3] Hałdaś, G. Implementation of non‐uniform mesh in non‐equilibrium Green’s function simulations of quantum cascade lasers. J. Comput. Electron. 2019, 18, 1400–1406.
• [4] Pereira, M.; Lee, S-C, and Wacker, A.: Effect of Coulomb corrections and mean field on gain and absorption in Quantum Cascade Lasers, Phys. Status Solidi C: current topics in Solid State Physics, 2005, 2 (8), 3027‒3030.
• [5] Mączka M.; Pawłowski S.: A Polynomial Approximation to SelfConsistent Solution for Schrödinger–Poisson Equations in Superlattice Structures, Energies, 2022, 15, 760.https://doi.org/10.3390/en15030760
• [6] Pawłowski, S.; Mączka, M., Optimisation of QCL Structures Modelling by Polynomial Approximation, Materials, 2022, 15, 5715. https://doi.org/10.3390/ma15165715
• [7] Bugajski, M., et al., Room temperature AlGaAs/GaAs quantum cascade lasers, Phot. Lett. Pol., 2011, 3, 2, 55-57, https://doi.org/10.4302/photon. lett. pl.v3i2.213

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).