Исследуются спектральные характеристики спонтанного и стимулированного излучения из лазерного диода на основе гетероструктуры InGaAs/GaAs с квантовой ямой, измеряются зависимости мощности излучения от тока, определяется величина пороговой плотности тока. Работа выполняется на решеточном спектрометре МДР-23, для охлаждения лазера используется элемент Пельтье. Исследуются приборы, изготовленные в НИФТИ ННГУ.

Цель работы - наблюдение квантования холловского (поперечного) сопротивления двумерных электронов - явления, за открытие которого в 1985 г. К. фон Клитцингу была присуждена Нобелевская премия. В работе измеряется зависимость сопротивления прямоугольной пластинки гетероструктуры InAs/AlSb с квантовой ямой, в которой находится двумерный электронный газ с высокой подвижностью. Измерения проводятся при температуре жидкого гелия в транспортном гелиевом дьюаре, магнитное поле до 30 кЭ создается сверхпроводящим гелиевым соленоидом. По взаимному расположению ступенек на зависимости R(H), т.е. квантованных значений сопротивления, определяется фактор заполнения уровней Ландау, т.е. сколько уровней Ландау заполнено электронами в данном магнитном поле.

Кремний является основным материалом современной микроэлектроники, из него в настоящее время подавляющее большинство микроэлектронных чипов и солнечных батарей. Кремний - непрямозонный материал, с чем связаны известные проблемы излучательной рекомбинации электронов и дырок. Долгое время вообще считалось, что кремний малопригоден для нужд оптоэлектроники. Однако задача интеграции на одном чипе микроэлектронных и оптических компонент настоятельно требует создания эффективного источника излучения на основе кремния. Значительный интерес представляет задача создания на базе кремния эффективного источника излучения с длиной волны около 1,5 мкм, так как эта длина волны соответствующая окну прозрачности оптических волокон.
В диапазоне длин волн 1,5-1,6 мкм можно выделить несколько наиболее перспективных типов светоизлучающих структур:
- кремний, легированный ионами Er;
- кремний с преципитатами β-FeSi₂;
- cтруктуры SiGe/Si;
- дислокационные кремниевые структуры.
В работе исследуются изготовленные различными методами светоизлучающие структуры методами фото- и электролюминесценции в широком диапазоне температур (от 4,2 до 300 К).

Назначение: Исследования магнитооптических эффектов в тонких магнитных пленках.
Состав: стабилизированный лазер He-Ne, поляризаторы, электромагнит, фотоприемник, катушка Фарадея, низкочастотный генератор, узкополосный усилитель, осциллограф, микровольтметры, самописец.

Предлагается оценить теоретически равновесную высоту, на которой должен располагаться магнит над сверхпроводящей пленкой (YBaCuO, T = 77 K). Провести измерения высоты в реальном эксперименте и сравнить полученные данные с результатами расчетов.

Предлагается измерить температурные зависимости удельного сопротивления сверхпроводящих пленок YBaCuO (в районе температуры жидкого азота) и Nb (в районе темпре6ратуры жидкого гелия), в том и при наличии внешнего магнитного поля. По результатам измерения необходимо оценить критическую температуру и верхнее критическое поле сверхпроводящей пленки.

Предлагается исследовать профиль остаточной намагниченности, возникающей в тонких пленках YBaCuO (Т = 77 К) в магнитном поле и объяснить наблюдаемые особенности. Исследовать зависимость максимального значения захваченного поля от температуры и качественно объяснить ее. По результатам измерений в рамках модели Бина оценить критическую плотность тока сверхпроводящей пленки.

Предлагается измерить мощность третьей гармоники, возникающей после отражения квазимонохроматической электромагнитной волны от тонкой сверхпроводящей пленки YBaCuO (Т = 77 К). По результатам измерения необходимо оценить критическую температуру сверхпроводящей пленки.

Наиболее мощный метод исследования закона дисперсии фононов - комбинационное рассеяние разного типа частиц и волн на колебаниях кристаллической решетки. Это неупругое рассеяние: частица (волна), взаимодействуя с колебаниями решетки, меняет не только направление движения, но и энергию.
При этом в спектре рассеянного излучения имеется несколько симметричных относительно частоты ω₀ возбуждающего излучения спутников с частотами ω₀-Δω (стоксов спутник) и ω₀+Δω (антистоксов спутник).
В работе исследуются спектральные характеристики комбинационного рассеяния света (лазер с длиной волны 514,5 нм) в гетероструктурах Si_1-x/Ge_x. Измерения проводятся при комнатной температуре, с использованием двойного монохроматора ДФС-52 и ФЭУ, для охлаждения которого используется элемент Пельтье.

Создание светоизлучающих устройств на основе кремния, легированного редкоземельными элементами, в частности, эрбием, относят к числу наиболее интенсивно развиваемых направлений в кремниевой оптоэлектронике. Ударный механизм возбуждения ионов эрбия, реализуемый в диодных светоизлучающих структурах, работающих в режиме пробоя p-n перехода при обратном смещении, наиболее эффективен при комнатной температуре и позволяет наблюдать интенсивную излучательную релаксацию ионов Er³⁺ в структурах на основе монокристаллического кремния при комнатной температуре.
Предлагаемая работа включает ознакомление студентов с теорией вопроса и экспериментальное наблюдение люминесценции ионов Er³⁺ в эпитаксиальных кремниевых структурах при токовой накачке.

Одно из активно развивающихся направлений в современной физике полупроводников - это исследование объектов с пониженной размерностью. Ограничение движения носителей заряда в пространстве не только меняет физические параметры, характерные для объемных материалов (подвижность, время жизни и т. д.), но и приводит к появлению новых физических эффектов. Предельным случаем локализации носителей заряда является ограничение их движения во всех трех направлениях в так называемых 'квантовых точках'. Приборное применение структур с квантовыми точками может привести к появлению температурно-независимых характеристик. Кроме этого, теоретически было показано, что среда с нульмерной плотностью состояний обладает рядом преимуществ для генерации света, а именно, низким пороговым током, высокой характеристической температурой и большим коэффициентом усиления. На данный момент эти преимущества реализованы в структурах на основе элементов III и V групп. Однако, основным материалом современной микроэлектроники является кремний. В связи с этим большой интерес вызывает получение и изучение свойств структур с квантовыми точками на основе кремния.
Предлагаемая работа включает ознакомление студентов с основами гетероэпитаксии SiGe структур, экспериментальное получение самоформирующихся наноостровков и квантовых точек SiGe на подложках Si(001) и управление их параметрами с помощью изменения условий роста.