2023, Khabibullin, R. A., Pushkarev, S. S., Galie, R. R., Ponomarev, D. S., Vasil’evskii, I. S., Vinichenko, A. N., Klochkov, A. N., Bagaev, T. A., Ladugin, M. A., Marmalyuk, A. A., Maremyanin, K. V., Gavrilenko, V. I., Ushakov, D. V., Afonenko, A. A., Клочков, Алексей Николаевич, Виниченко, Александр Николаевич, Васильевский, Иван Сергеевич

The possibility of implementing two radiation transitions in the gain module for THz QCL has been shown many times [1,2]. However, the activation of these transitions is achieved at diff erent bias points, which corresponds to the optimal alignment of energy levels for each transition. We propose to add an additional step to the ladder of energy levels in the gain module, equal to the energy of THz photon. Due to the low energy of THz photon, it becomes possible to design the gain module based on the conventional GaAs/Al0.15Ga0.85As heterojunction with two-photon emission at one bias point.

2022, Galiev, G. B., Vasil'evskii, I. S., Vinichenko, A. N., Grekhov, M. M., Klochkov, A. N., Васильевский, Иван Сергеевич, Виниченко, Александр Николаевич, Клочков, Алексей Николаевич

2022, Васильевский, И. С., Виниченко, А. Н., Каргин, Н. И., Клочков, А. Н., Сафонов, Д. А., Сафонов, Данил Андреевич, Виниченко, Александр Николаевич, Каргин, Николай Иванович, Клочков, Алексей Николаевич, Васильевский, Иван Сергеевич

Изобретение относится к полупроводниковым наногетероструктурам AIIIBV, используемым для изготовления радиационно стойких сенсоров магнитного поля. Технический результат предлагаемого изобретения направлен на получение поликристаллических высоколегированных нанослоев InAs высокого кристаллического качества на сапфировой подложке с низкой шероховатостью поверхности и низким удельным сопротивлением, пригодных для создания радиационно стойких сенсоров магнитного поля. Создание нижнего зародышевого слоя InAlAs толщиной 1÷5 нм, расположенного непосредственно на подложке сапфира, необходимо для смачивания поверхности сапфира и предотвращения аморфизации поверхности в процессе проведения эпитаксиального роста вышележащих слоев. Следующий за нижним зародышевым слоем отжиг слоя InAs в потоке мышьяка в течение 1÷5 мин позволяет сгладить поверхность нанослоя, уменьшив шероховатость поверхности гетероструктуры. Толщина нижнего зародышевого слоя определяется с одной стороны необходимостью восстановления поверхности подложки сапфира и предотвращением ее аморфизации после обязательного предварительного обезгаживания, а с другой стороны - предотвращением механической релаксации перед формированием верхнего зародышевого слоя. Формирование верхнего зародышевого слоя InAs толщиной 1÷3 нм с последующим отжигом в потоке мышьяка в течение 8÷12 минут приводит к релаксации механических напряжений в слое, в результате чего дислокации несоответствия оказываются в нижележащих слоях гетероструктуры и в меньшей степени проникают в высоколегированный слой InAs, что позволяет получать слои InAs с низким удельным сопротивлением более высокого кристаллического качества. Наличие переходного слоя толщиной 1÷3 нм необходимо, чтобы избежать проводимости по вспомогательным слоям под действием нейтронного облучения, в том числе при процессах трансмутационного легирования, что может приводить к изменению чувствительности и удельного сопротивления сенсора магнитного поля. 3 ил.

2020, Khartaeva, E., Nomoev, S., Vasilevskii, I., Klochkov, A., Vinichenko, A., Номоев, Сергей Андреевич, Васильевский, Иван Сергеевич, Клочков, Алексей Николаевич, Виниченко, Александр Николаевич

© Published under licence by IOP Publishing Ltd.The paper presents the results of numerical simulation of a terahertz (THz) photoconductive antenna with embedded electrodes by the finite element method. The simulation results indicate the fact that the proposed THz antenna has a higher photocurrent than the conventional photoconductive antenna with conventional electrode contacts. Higher THz power can potentially be obtained using the proposed photoconductive antenna with embedded electrodes. The simulation results show that the electric field strength at the surface is higher for conventional PCA, however, the PCA depth with embedded contacts has a higher electric field strength. The simulation results show that the increase in the photocurrent is directly proportional to the thickness of the embedded contacts. The results of the performed experiments are consistent with the conclusions of the simulation.

2022, Khabibullin, R. A., Maremyanin, K. V., Ponomarev, D. S., Galiev, R. R., Vasil'evskii, I. S., Vinichenko, A. N., Klochkov, A. N., Васильевский, Иван Сергеевич, Виниченко, Александр Николаевич, Клочков, Алексей Николаевич

© 2022, Pleiades Publishing, Ltd.Abstract—: The design of a terahertz (THz) quantum cascade laser (QCL) with an active module based on three GaAs/Al0.18Ga0.82As quantum wells for high-temperature generation at a frequency of about 3.3 THz is optimized. A heterostructure based on the developed design with an active region thickness of 10 μm is grown by molecular-beam epitaxy with a deviation of the active-module thickness from the nominal of less than 1%. The fabricated THz QCLs with a double metal waveguide demonstrate lasing up to a temperature of 125 K. Investigations of the I–V characteristics, the dependences of the integrated emission on the current, and the lasing spectra show good agreement with the calculated characteristics.

2024, Nomoev, S., Vasilevskii, I., Klochkov, A., Vinichenko, A., Номоев, Сергей Андреевич, Васильевский, Иван Сергеевич, Клочков, Алексей Николаевич, Виниченко, Александр Николаевич

2022, Khabibullin, R. A., Pushkarev, S. S., Galiev, R. R., Ponomarev, D. S., Vasil'evskii, I. S., Vinichenko, A. N., Klochkov, A. N., Васильевский, Иван Сергеевич, Виниченко, Александр Николаевич, Клочков, Алексей Николаевич

A new lasing scheme with sequential two-photon emission in the gain module for terahertz quantum cascade laser (THz QCL) is proposed and experimentally demonstrated. THz QCLs based on MBE-and MOCVD-grown structures with two-photon design have a lasing frequency of 3.8 THz and maximum operation temperature around 100 K. © 2022 IEEE.

2022, Vasilkova, E. I., Klochkov, A. N., Vinichenko, A. N., Kargin, N. I., Vasil'evskii, I. S., Клочков, Алексей Николаевич, Виниченко, Александр Николаевич, Каргин, Николай Иванович, Васильевский, Иван Сергеевич

The effect of 5 min high-temperature thermal annealing on InGaAs/GaAs strained superlattices and InGaAs/ AlGaAs PHEMT structures grown by molecular beam epitaxy was studied using the Hall measurements, pho-toluminescence spectroscopy, and high-resolution X-ray diffraction. InGaAs/GaAs superlattices are shown to undergo photoluminescence peak energy blueshift after 700 degrees C annealing and distinguishable heterointerface roughening after 800 degrees C annealing. The magnitude of quantum well smoothing, caused by annealing induced III-group atom interdiffusion, was estimated experimentally using secondary ion mass spectrometry and X-ray reflectivity, and calculated from the modelled electron energy spectra in the diffused wells. InGaAs/AlGaAs PHEMTs appear to be more sensitive to annealing, demonstrating optical and structural changes of a similar nature to InGaAs/GaAs heterostructures, as well as transport properties degradation, at a wider range of annealing temperatures starting 500 degrees C.

2021, Safonov, D. A., Klochkov, A. N., Vinichenko, A., Sibirmovsky, Y. D., Kargin, N. I., Vasil'evskii, I. S., Сафонов, Данил Андреевич, Клочков, Алексей Николаевич, Виниченко, Александр Николаевич, Сибирмовский, Юрий Дмитриевич, Каргин, Николай Иванович, Васильевский, Иван Сергеевич

© 2021The dependence of electron transport properties of two-dimensional electron gas on sheet doping concentration in one-sided δ-doped pseudomorphic AlxGa1-xAs/In0.2Ga0.8As/GaAs quantum wells is investigated. The wide range of silicon dopant sheet concentrations of (1.6–16) · 1012 cm−2 is investigated. Electron effective masses, nonparabolicity and scattering times are determined by low-temperature Shubnikov-de Haas effect measurements. The dependence of the quantum and transport relaxation times on nH is shown to have nonmonotonic character due to the competition of the Fermi momentum increase and the large angle scattering due to the variation of ionized donor concentration. The nonparabolicity coefficient in the In0.2Ga0.8As quantum well is determined to be 0.68 1/eV.