Экспериментально исследованы зависимости суперлюминесценции и просветления GaAs, возникающие при межзонном поглощении мощного пикосекундного импульса света, от энергии фотона homegaex этого света. Просветление (увеличение прозрачности) в основном отображает концентрацию фотогенерированной электронно-дырочной плазмы. Обнаружено, что когда в зоне проводимости расстояние между энергетическим уровнем, где электроны рождаются, и уровнем, с которого они стимулированно рекомбинируют, кратно энергии продольного оптического фонона, то: 1)усиливается рекомбинационная суперлюминесценция, 2)замедляется рост просветления при увеличении homegaex, 3)усиливается сдвиг края спектра излучения в длинноволновую сторону. Эти эффекты качественно объясняются увеличением доли переходов с излучением LO-фононов в энергетическом транспорте электронов ко дну зоны проводимости и влиянием этого на разогрев электронно-дырочной плазмы и плотность неравновесных LO-фононов.

Созданы и исследованы светодиоды, излучающие в области длин волн 1.9--2.1 мкм, на основе двойных гетероструктур AlGaAsSb / GaInAsSb / AlGaAsSb с большим содержанием As(64%) в широкозонных областях. Светодиоды имеют конструкцию, позволяющую расположить активную область близко к отводящим тепло частям корпуса, а свет вывести через подложку GaSb, незаслоненную контактом. Светодиоды обладают в большом интервале токов линейной зависимостью мощности излучения от тока. Достигнута в квазинепрерывном режиме мощность излучения 4.6 мВт, а в импульсном режиме пиковая мощность 190 мВт при комнатной температуре. Показано, что еще при длительностях импульса 5 мкс переход от линейной к сублинейной зависимости мощности излучения от тока определяется не нагревом, а процессами оже-рекомбинации в активной области светодиода.

Исследованы физические процессы в транзисторах, в которые внесен новый конструктивный элемент--- решетка объемных неоднородностей в коллекторной области. Решетка приводит к уменьшению напряженности электрического поля у металлургической границы коллекторного p-n-перехода и препятствует развитию вторичного пробоя.

Исследованы технологические процессы, происходящие в полупроводниковых структурах при изготовлении транзисторов, содержащих новый конструктивный элемент--- решетку объемных неоднородностей в коллекторной области, препятствующую развитию вторичного пробоя.

Влазерах на основе двойных гетероструктур InGaAsSb(Gd)/InAsSbP (lambda=3.3 мкм, T=77 K) мощность многомодовой генерации составила 1.56 Вт в импульсном режиме (длительность импульсаtau=30 мкс, частота f=500 Гц) и160 мВт в непрерывном режиме, мощность одномодовой генерации составила18.7 мВт в непрерывном режиме. Показано, что разогрев активной области приводит к сублинейности ватт-амперных характеристик лазеров с "длинными" резонаторами, в то время как насыщение мощности в лазерах с "короткими" резонаторами (L=140-300 мкм) вызвано в основном увеличением внутренних потерь.

Экспериментально и аналитически исследованы возможности достижения максимальной оптической мощности излучения в одномодовом режиме генерации для лазерных диодов мезаполосковой конструкции, выполненных на основе квантово-размерных InGaAsP/InP-гетероструктур раздельного ограничения. Показано, что основным требованием обеспечения одномодового режима работы в широком диапазоне токов накачки для лазерных диодов является точный выбор значений скачка эффективного показателя преломленияDelta nL в плоскости, параллельной p-n-переходу. Методом МОС-гидридной эпитаксии разработана InGaAsP/InP-гетероструктура раздельного ограничения со ступенчатым волноводом с пороговой плотностью тока180 А/см2 и внутренним квантовым выходом стимулированного излучения93-99%. Проведена оптимизация мезаполосковой конструкции лазерного диода для разработанной InGaAsP/InP-гетероструктуры, с целью достижения максимальной оптической мощности в одномодовом режиме генерации. Достигнута выходная непрерывная мощность излучения185 мВт при одномодовом режиме работы лазерного диода с шириной мезаполоска W=4.5 мкм (lambda=1480 нм), максимальная непрерывная мощность составила300 мВт. Полуширина излучения параллельного дальнего поля возросла на1o относительно порогового значения.

Рассчитаны спектры поглощения GaAs, возбужденного мощными короткими импульсами света. \glqq Выступ\grqq на спектрах обусловлен отклонением функции распределения электронов от фермиевской. Возмущение функции распределения связано с LO-фононной релаксацией электронов между состояниями, участвующими в формировании \glqq дыры\grqq в области усиления и выступа в области поглощения. Показано, что температура оптических фононов, определяющих релаксацию фотовозбужденных электронов, отличается от решеточной, а время залечивания возмущения фермиевской функции распределения за счет межэлектронных столкновений почти равно характерному времени взаимодействия электрона с оптическими фононами.

Исследованы ватт-амперные, температурные и спектральные характеристики длинноволновых (1.46-1.5 мкм) лазеров, выращенных на подложках GaAs, с активной областью на основе квантовых точек InAs--InGaAs. Для достижения требуемой длины волны квантовые точки формировались на метаморфном буферном слое InGaAs с содержанием индия около 20%. Максимальная выходная мощность лазеров составила 7 Вт в импульсном режиме при комнатной температуре. Дифференциальная эффективность прибора с длиной резонатора 1.5 мм составила 50%. Температурная зависимость пороговой плотности тока в диапазоне 10-73oC описывается характеристической температурой61 K.

Методом МОС-гидридной эпитаксии получены асимметричные лазерные гетероструктуры раздельного ограничения со сверхшироким волноводом в системе твердых растворов AlGaAs/GaAs/InGaAs (длина волны излучения ~1080 нм). Исследованы оптические и электрические свойства лазеров с полосковым контактом шириной ~100 мкм. Показано, что в лазерах на основе асимметричных гетероструктур со сверхшироким волноводом (более 1 мкм) удается достичь генерации на основной поперечной моде и снизить внутренние оптические потери до0.34 см-1. Влазерных диодах с длиной резонатора более3 мм достигнуто снижение теплового сопротивления до2oC/Вт и получена характеристическая температура T0=110oC в диапазоне от0 до100oC. Визготовленных лазерах достигнуты рекордные значения коэффициента полезного действия 74% и мощности оптического излучения16 Вт в непрерывном режиме генерации. Наработка лазеров на отказ при 65oC, рабочей мощности 3--4 Вт в течение 1000 ч привела к падению мощности на3--7%.

Рассмотрены высоковольтные биполярные приборы на основе 4H-SiC--- выпрямительные диоды, биполярные транзисторы и тиристоры. Приводятся результаты экспериментальных и теоретических исследований статических и динамических характеристик приборов. Проанализированы особенности их работы, обусловленные специфическими электронными свойствами карбида кремния и p-n-структур на его основе.