mireabulletinRussian Technological JournalRussian Technological Journal2782-32102500-316XRTU MIREA10.32362/2500-316X-2022-10-3-45-55mireabulletin-521Research ArticleМИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОНИКА. ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯMICRO- AND NANOELECTRONICS. CONDENSED MATTER PHYSICSВысокотемпературные квантово-каскадные лазеры терагерцового диапазона: оптимизация дизайнов и экспериментальные результатыHigh-temperature terahertz quantum-cascade lasers: design optimization and experimental resultshttps://orcid.org/0000-0002-2108-7024УшаковД. В.UshakovD. V.

Ушаков Дмитрий Владимирович - кандидат физико-математических наук, доцент, декан факультета радиофизики и компьютерных технологий.

220030, Минск, пр-т Независимости, д. 4. Scopus Author ID 6701760232, ResearcherID K-4878-2013

Dmitrii V. Ushakov - Cand. Sci. (Phys.-Math.), Associate Professor, Dean of the Faculty of Radiophysics and Computer Technologies.

4, Nezavisimosti pr., Minsk, 220030. Scopus Author ID 6701760232, ResearcherID K-4878-2013

ushakovDVU@gmail.comАфоненкоА. А.AfonenkoA. A.

Афоненко Александр Анатольевич - доктор физико-математических наук, доцент, заведующий кафедрой квантовой радиофизики и оптоэлектроники.

220030, Минск, пр-т Независимости, д. 4. Scopus Author ID 6603664811

Alexander A. Afonenko - Dr. Sci. (Phys.-Math.), Associate Professor, Head of the Department of Quantum Radiophysics and Optoelectronics.

4, Nezavisimosti pr., Minsk, 220030. Scopus Author ID 6603664811

afonenko@bsu.byhttps://orcid.org/0000-0002-0477-608XГлинскийИ. А.GlinskiyI. A.

Глинский Игорь Андреевич - младший научный сотрудник.

117105, Москва, Нагорный пр., д. 7, стр. 5. Scopus Author ID 57190616854, ResearcherID I-4334-2015

Igor A. Glinskiy - Junior Researcher.

7/5, Nagorny pr., Moscow, 117105. Scopus Author ID 57190616854, ResearcherID I-4334-2015

glinskiy.igor@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8414-7653ХабибуллинР. А.KhabibullinR. A.

Хабибуллин Рустам Анварович - кандидат физико-математических наук, доцент, ведущий научный сотрудник, ИСПЭ им. В.Г. Мокерова РАН, ведущий научный сотрудник, ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН. Scopus Author ID 55018400000, ResearcherID B-6594-2012.

117105, Москва, Нагорный пр., д. 7, стр. 5; 194021, Санкт-Петербург, Политехническая ул., д. 26

Rustam A. Khabibullin - Cand. Sci. (Phys.-Math.), Associate Professor, Leading Researcher, V.G. Mokerov Institute of UHFSE, RAS, Leading Researcher, Ioffe Institute, Scopus Author ID 55018400000, ResearcherID B-6594-2012

, https://orcid. org/0000-0002-8414-7653

khabibullin@isvch.ruБелорусский государственный университетБеларусьBelarusian State UniversityBelarusИнститут сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники им. В.Г. Мокерова, Российская академия наукРоссияInstitute of Ultra High Frequency Semiconductor Electronics, Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники им. В.Г. Мокерова, Российская академия наук; Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе, Российская академия наукРоссияInstitute of Ultra High Frequency Semiconductor Electronics, Russian Academy of Sciences; Ioffe InstituteRussian Federation2022080620221034555Copyright © Ушаков Д.В., Афоненко А.А., Глинский И.А., Хабибуллин Р.А., 20222022Ушаков Д.В., Афоненко А.А., Глинский И.А., Хабибуллин Р.А.Ushakov D.V., Afonenko A.A., Glinskiy I.A., Khabibullin R.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rtj-mirea.ru/jour/article/view/521Цели

Цели. Квантово-каскадные лазеры терагерцового диапазона (ТГц ККЛ) являются компактными твердотельными приборами с инжекционной накачкой, которые позволяют генерировать излучение в диапазоне от 1.2 до 5.4 ТГц. В полосе рабочих частот ТГц ККЛ находятся линии поглощения для ряда веществ, актуальных для медико-биологических и экологических приложений. Для широкого применения ТГц ККЛ в данных приложениях необходимо увеличивать рабочую температуру лазеров, что позволит уменьшить размеры и стоимость ТГц ККЛ, а также упростит использование данных ТГц-источников.

Методы

Методы. В работе для расчета электронного транспорта в ТГц ККЛ использовалась система балансных уравнений на основе базиса волновых функций с уменьшенными дипольными моментами туннельно-связанных состояний.

Результаты

Результаты. В результате расчетов предложен оригинальный зонный дизайн с периодом на основе трех GaAs/Al0.18Ga0.82As квантовых ям (КЯ) и максимумом усиления около 3.3 ТГц. На основе разработанного дизайна был экспериментально изготовлен ТГц ККЛ, что включало рост лазерной структуры методом молекулярно-лучевой эпитаксии, постростовой процессинг для формирования полосковых лазеров с двойным металлическим волноводом и сборку лазеров на теплоотводе. Изготовленные ТГц ККЛ продемонстрировали генерацию вплоть до температуры 125 К, что согласуется с проведенными расчетами. Также в работе проведено исследование зонных дизайнов на основе двух GaAs/AlxGa1–xAs КЯ с различным содержанием алюминия в барьерных слоях (x = 0.20, 0.25 и 0.30).

Выводы

Выводы. Рассчитанные температурные зависимости пикового усиления для двух-КЯ дизайнов с x > 0.2 подтверждают возможность создания ТГц ККЛ, работающих при температурах свыше 200 К. Таким образом, в работе предложены двух-КЯ зонные дизайны, которые превосходят по максимальной рабочей температуре существующие рекордные высокотемпературные дизайны ТГц ККЛ.

Objectives

Objectives. Terahertz quantum-cascade lasers (THz QCLs) are compact solid-state lasers pumped by electrical injection to generate radiation in the range from 1.2 to 5.4 THz. The THz QCL operating frequency band contains absorption lines for a number of substances that are suitable for biomedical and environmental applications. In order to reduce the size and cost of THz QCLs and simplify the use of THz sources in these applications, it is necessary to increase the operating temperature of lasers.

Methods

Methods. To calculate electron transport in THz QCLs, we used a system of balance equations based on wave functions with reduced dipole moments of tunnel-bound states.

Results

Results. As a result of the calculations, an original band design with a period based on three GaAs/Al0.18Ga0.82As quantum wells (QWs) and a gain maximum at about 3.3 THz was proposed. Based on the developed design, a THz QCL was fabricated, including the growth of a laser structure by molecular beam epitaxy, postgrowth processing to form strip lasers with a double metal waveguide, as well as an assembly of lasers mounted on a heat sink. The developed THz QCLs was capable of lasing at temperatures of up to 125 K as predicted by the performed calculations. We also studied band designs based on two GaAs/AlxGa1–xAs QWs having varying aluminum contents in the barrier layers (x = 0.20, 0.25, and 0.30).

Conclusions

Conclusions. The calculated temperature dependences of the peak gain for two-QW designs with x > 0.2 confirm the possibility of creating THz QCLs operating at temperatures above 200 K. Thus, we have proposed two-QW band designs that outperform existing high-temperature designs in terms of maximum operating temperature.

квантово-каскадный лазертерагерцовый диапазонквантовая ямамолекулярно- лучевая эпитаксияquantum cascade laserterahertz rangequantum wellmolecular beam epitaxyРабота выполнена при финансовой поддержке гранта РТУ МИРЭА «Инновации в реализации приоритетных направлений развития науки и технологий» (НИЧ 28/21) в рамках теоретических исследований и при поддержке гранта Российского научного фонда № 21-72-30020 в рамках изготовления ТГц ККЛThe study was supported by grant of MIREA – Russian Technological University “Innovations in the implementation of priority areas in the science and technology development” (Research part 28/21) in the framework of theoretical research and with the support of the Russian Science Foundation, grant No. 21-72-30020, for the THz QCL fabricationReferencesSampaolo A., Yu C., Wei T., Zifarelli A., Giglio M., Patimisco P., Zhu H., Zhu H., He L., Wu H., Dong L., Xu G., Spagnolo V. H2S quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy sensor employing a liquid-nitrogen-cooled THz quantum cascade laser operating in pulsed mode. Photoacoustics. 2021;21:100219. https://doi.org/10.1016/j.pacs.2020.100219Sampaolo A., Yu C., Wei T., Zifarelli A., Giglio M., Patimisco P., Zhu H., Zhu H., He L., Wu H., Dong L., Xu G., Spagnolo V. H2S quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy sensor employing a liquid-nitrogen-cooled THz quantum cascade laser operating in pulsed mode. Photoacoustics. 2021;21:100219. https://doi.org/10.1016/j.pacs.2020.100219Consolino L., Nafa M., De Regis M., Cappelli F., Garrasi K., Mezzapesa F.P., Li L., Davies A.G., Linfield E.H., Vitiello M.S., Bartalini S., De Natale P. Quantum cascade laser based hybrid dual comb spectrometer. Commun. Phys. 2020;3(1):69. https://doi.org/10.1038/s42005-020-0344-0Consolino L., Nafa M., De Regis M., Cappelli F., Garrasi K., Mezzapesa F.P., Li L., Davies A.G., Linfield E.H., Vitiello M.S., Bartalini S., De Natale P. Quantum cascade laser based hybrid dual comb spectrometer. Commun. Phys. 2020;3(1):69. https://doi.org/10.1038/s42005-020-0344-0Irimajiri Y., Morohashi I., Kawakami A. Multifrequency heterodyne detection of molecules using a hot electron bolometer mixer pumped by two phase-locked THz-quantum cascade lasers. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2020;10(5):474–479. https://doi.org/10.1109/TTHZ.2020.2990358Irimajiri Y., Morohashi I., Kawakami A. Multifrequency heterodyne detection of molecules using a hot electron bolometer mixer pumped by two phase-locked THz-quantum cascade lasers. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2020;10(5):474–479. https://doi.org/10.1109/TTHZ.2020.2990358Jin Y., Reno J.L., Kumar S. Phase-locked terahertz plasmonic laser array with 2 W output power in a single spectral mode. Optica. 2020;7(6):708–715. https://doi.org/10.1364/OPTICA.390852Jin Y., Reno J.L., Kumar S. Phase-locked terahertz plasmonic laser array with 2 W output power in a single spectral mode. Optica. 2020;7(6):708–715. https://doi.org/10.1364/OPTICA.390852Rakić A.D., Taimre T., Bertling K., Lim Y.L., Dean P., Valavanis A., Indjin D. Sensing and imaging using laser feedback interferometry with quantum cascade lasers. Appl. Phys. Rev. 2019;6(2):021320. https://doi.org/10.1063/1.5094674Rakić A.D., Taimre T., Bertling K., Lim Y.L., Dean P., Valavanis A., Indjin D. Sensing and imaging using laser feedback interferometry with quantum cascade lasers. Appl. Phys. Rev. 2019;6(2):021320. https://doi.org/10.1063/1.5094674Dunn A., Poyser C., Dean P., Demić A., Valavanis A., Indjin D., Salih M., Kundu I., Li L., Akimov A., Davies A.G., Linfield E., Cunningham J., Kent A. High-speed modulation of a terahertz quantum cascade laser by coherent acoustic phonon pulses. Nat. Commun. 2020;11:835. https://doi.org/10.1038/s41467020-14662-wDunn A., Poyser C., Dean P., Demić A., Valavanis A., Indjin D., Salih M., Kundu I., Li L., Akimov A., Davies A.G., Linfield E., Cunningham J., Kent A. High-speed modulation of a terahertz quantum cascade laser by coherent acoustic phonon pulses. Nat. Commun. 2020;11:835. https://doi.org/10.1038/s41467020-14662-wHagelschuer T., Richter H., Wienold M., Lü X., Röben B., Schrottke L., Biermann K., Grahn H., Hübers H. A сompact 4.75-THz source based on a quantum-cascade laser with a back-facet mirror. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2019;9(6):606–612. https://doi.org/10.1109/TTHZ.2019.2935337Hagelschuer T., Richter H., Wienold M., Lü X., Röben B., Schrottke L., Biermann K., Grahn H., Hübers H. A сompact 4.75-THz source based on a quantum-cascade laser with a back-facet mirror. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2019;9(6):606–612. https://doi.org/10.1109/TTHZ.2019.2935337Schrottke L., Ropcke J., Grahn H.T., Lu X., Röben B., Drude P., Biermann K., Hagelschuer T., Wienold M., Hübers H.-W., Hannemann M., Hubertus van Helden J.-P. High-performance GaAs/AlAs terahertz quantumcascade lasers for spectroscopic applications. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2020;10(2):133–140. https://doi.org/10.1109/TTHZ.2019.2957456Schrottke L., Ropcke J., Grahn H.T., Lu X., Röben B., Drude P., Biermann K., Hagelschuer T., Wienold M., Hübers H.-W., Hannemann M., Hubertus van Helden J.-P. High-performance GaAs/AlAs terahertz quantumcascade lasers for spectroscopic applications. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2020;10(2):133–140. https://doi.org/10.1109/TTHZ.2019.2957456Franckié M., Bosco L., Beck M., Bonzon C., Mavrona E., Scalari G., Wacker A., Faist J. Two-well quantum cascade laser optimization by non-equilibrium Green’s function modelling. Appl. Phys. Lett. 2018;112:021104. https://doi.org/10.1063/1.5004640Franckié M., Bosco L., Beck M., Bonzon C., Mavrona E., Scalari G., Wacker A., Faist J. Two-well quantum cascade laser optimization by non-equilibrium Green’s function modelling. Appl. Phys. Lett. 2018;112:021104. https://doi.org/10.1063/1.5004640Bosco L., Franckié M., Scalari G., Beck M., Wacker A., Faist J. Thermoelectrically cooled THz quantum cascade laser operating up to 210 K. Appl. Phys. Lett. 20194;115:010601. https://doi.org/10.1063/1.5110305Bosco L., Franckié M., Scalari G., Beck M., Wacker A., Faist J. Thermoelectrically cooled THz quantum cascade laser operating up to 210 K. Appl. Phys. Lett. 20194;115:010601. https://doi.org/10.1063/1.5110305Khalatpour A., Paulsen A.K., Deimert C., Wasilewski Z.R., Hu Q. High-power portable terahertz laser systems. Nat. Photonics. 2021;15:16–20. https://doi.org/10.1038/s41566-020-00707-5Khalatpour A., Paulsen A.K., Deimert C., Wasilewski Z.R., Hu Q. High-power portable terahertz laser systems. Nat. Photonics. 2021;15:16–20. https://doi.org/10.1038/s41566-020-00707-5Kainz M.A., Schönhuber S., Andrews A.M., Detz H., Limbacher B., Strasser G., Unterrainer K. Barrier height tuning of THz quantum cascade lasers for high temperature operation. ACS Photonics. 2018;5(11): 4687–4693. https://doi.org/10.1021/acsphotonics.8b01280Kainz M.A., Schönhuber S., Andrews A.M., Detz H., Limbacher B., Strasser G., Unterrainer K. Barrier height tuning of THz quantum cascade lasers for high temperature operation. ACS Photonics. 2018;5(11): 4687–4693. https://doi.org/10.1021/acsphotonics.8b01280Yachmenev A.E., Pushkarev S.S., Reznik R., Khabibullin R.A., Ponomarev D.S. Arsenides-and related III-V materialsbased multilayered structures for terahertz applications: various designs and growth technology. Prog. Cryst. Growth Charact. Mater. 2020;66(2):100485. https://doi.org/10.1016/j.pcrysgrow.2020.100485Yachmenev A.E., Pushkarev S.S., Reznik R., Khabibullin R.A., Ponomarev D.S. Arsenides-and related III-V materials-based multilayered structures for terahertz applications: various designs and growth technology. Prog. Cryst. Growth Charact. Mater. 2020;66(2):100485. https://doi.org/10.1016/j.pcrysgrow.2020.100485Хабибуллин Р.А., Щаврук Н.В., Павлов А.Ю., Пономарев Д.С., Томош К.Н., Галиев Р.Р., Мальцев П.П., Жуков А.Е., Цырлин Г.Э., Зубов Ф.И., Алфёров Ж.И. Изготовление терагерцового квантово-каскадного лазера с двойным металлическим волноводом на основе многослойных гетероструктур GaAs/AlGaAs. Физика и техника полупроводников. 2016;50(10):1395–1400.Khabibullin R.A., Shchavruk N.V., Pavlov A.Yu., Ponomarev D.S., Tomosh K.N., Galiev R.R., Maltsev P.P., Zhukov A.E., Cirlin G.E., Zubov F.I., Alferov Z.I. Fabrication of terahertz quantum cascade laser with a double metal waveguide based on multilayer GaAs/AlGaAs heterostructures. Semiconductors. 2016;50(10):1377–1382. https://doi.org/10.1134/S1063782616100134 [Original Russian Text: Khabibullin R.A., Shchavruk N.V., Pavlov A.Yu., Ponomarev D.S., Tomosh K.N., Galiev R.R., Maltsev P.P., Zhukov A.E., Cirlin G.E., Zubov F.I., Alferov Z.I. Fabrication of terahertz quantum cascade laser with a double metal waveguide based on multilayer GaAs/AlGaAs heterostructures. Fizika i Tekhnika Poluprovodnikov. 2016;50(10):1395–1400 (in Russ.).]Иконников А.В., Маремьянин К.В., Морозов С.В., Гавриленко В.И., Павлов А.Ю., Щаврук Н.В., Хабибуллин Р.А., Резник Р.Р., Цырлин Г.Э., Зубов Ф.И., Жуков А.Е., Алфёров Ж.И. Генерация терагерцового излучения в многослойных квантово-каскадных гетероструктурах. Письма в ЖТФ. 2017;43(7):86–94. https://doi.org/10.21883/PJTF.2017.07.44473.16602Ikonnikov A.V., Maremyanin K.V., Morozov S.V., Gavrilenko V.I., Pavlov A.Yu., Shchavruk N.V., Khabibullin R.A., Reznik R.R., Cirlin G.E., Zubov F.I., Zhukov A.E., Alferov Zh.I. Generation of terahertz radiation in multilayer quantum-cascade heterostructures. Tech. Phys. Lett. 2017;43(7):362–365. https://doi.org/10.1134/S1063785017040083 [Original Russian Text: Ikonnikov A.V., Maremyanin K.V., Morozov S.V., Gavrilenko V.I., Pavlov A.Yu., Shchavruk N.V., Khabibullin R.A., Reznik R.R., Cirlin G.E., Zubov F.I., Zhukov A.E., Alferov Zh.I. Generation of terahertz radiation in multilayer quantum-cascade heterostructures. Pis’ma v Zhurnal Tekhnicheskoi Fiziki. 2017;43(7):86–94 (in Russ.). https://doi.org/10.21883/PJTF.2017.07.44473.16602]Ушаков Д.В., Афоненко А.А., Дубинов А.А., Гавриленко В.И., Васильевский И.С., Щаврук Н.В., Пономарев Д.С., Хабибуллин Р.А. Спектры модовых потерь в ТГц квантово-каскадных лазерах с двойным металлическим волноводом на основе Au и Ag. Квантовая электроника. 2018;48(11):1005–1008. https://doi.org/10.1070/QEL16806Ushakov D.V., Afonenko A.A., Dubinov A.A., Gavrilenko V.I., Vasil’evskii I.S., Shchavruk N.V., Ponomarev D.S., Khabibullin R.A. Mode loss spectra in THz quantum-cascade lasers with gold- and silver-based double metal waveguides. Quantum Electronics. 2018;48(11):1005–1008. https://doi.org/10.1070/QEL16806Ушаков Д.В., Афоненко А.А., Дубинов А.А., Гавриленко В.И., Волков О.Ю., Щаврук Н.В., Пономарев Д.С., Хабибуллин Р.А. Моделирование квантово-каскадных лазеров терагерцевого диапазона частот методом балансных уравнений на основе базиса волновых функций с уменьшенными дипольными моментами туннельно-связанных состояний. Квантовая электроника. 2019;49(10):913–918. https://doi.org/10.1070/QEL17068Ushakov D.V., Afonenko A.A., Dubinov A.A., Gavrilenko V.I., Volkov O.Yu., Shchavruk N.V., Ponomarev D.S., Khabibullin R.A. Balance-equation method for simulating terahertz quantum-cascade lasers using a wave-function basis with reduced dipole moments of tunnel-coupled states. Quantum Electronics. 2019;49(10):913–918. https://doi.org/10.1070/QEL17068Хабибуллин Р.А., Щаврук Н.В., Пономарев Д.С., Ушаков Д.В., Афоненко А.А., Васильевский И.С., Зайцев А.А., Данилов А.И., Волков О.Ю., Павловский В.В., Маремьянин К.В., Гавриленко В.И. Температурная зависимость порогового тока и выходной мощности квантово-каскадного лазера с частотой генерации 3.3 ТГц. Физика и техника полупроводников. 2018;52(11):1268–1273. https://doi.org/10.21883/FTP.2018.11.46581.03Khabibullin R.A., Shchavruk N.V., Ponomarev D.S., Ushakov D.V., Afonenko A.A., Vasil’evskii I.S., Zaycev A.A., Danilov A.I., Volkov O.Y., Pavlovskiy V.V., Maremyanin K.V., Gavrilenko V.I. Temperature dependences of the threshold current and output power of a quantum-cascade laser emitting at 3.3 THz. Semiconductors. 2018;52(11):1380–1385. https://doi.org/10.1134/S1063782618110118 [Original Russian Text: Khabibullin R.A., Shchavruk N.V., Ponomarev D.S., Ushakov D.V., Afonenko A.A., Vasil’evskii I.S., Zaycev A.A., Danilov A.I., Volkov O.Y., Pavlovskiy V.V., Maremyanin K.V., Gavrilenko V.I. Temperature dependences of the threshold current and output power of a quantum-cascade laser emitting at 3.3 THz. Fizika i Tekhnika Poluprovodnikov. 2018;52(11):1268–1273 (in Russ.). https://doi.org/10.21883/FTP.2018.11.46581.03]Khabibullin R.A., Shchavruk N.V., Ponomarev D.S., Ushakov D.V., Afonenko A.A., Maremyanin K.V., Volkov O.Yu., Pavlovskiy V.V., Dubinov A.A. The operation of THz quantum cascade laser in the region of negative differential resistance. Opto-Electronics Review. 2019;27(4):329. https://doi.org/10.1016/j.opelre.2019.11.002Khabibullin R.A., Shchavruk N.V., Ponomarev D.S., Ushakov D.V., Afonenko A.A., Maremyanin K.V., Volkov O.Yu., Pavlovskiy V.V., Dubinov A.A. The operation of THz quantum cascade laser in the region of negative differential resistance. Opto-Electronics Review. 2019;27(4):329. https://doi.org/10.1016/j.opelre.2019.11.002Долгов А.К., Ушаков Д.В., Афоненко А.А., Дюжиков И.Н., Глинский И.А., Пономарев Д.С., Хабибуллин Р.А. Моделирование эффективности электрической накачки квантово-каскадного терагерцевого лазера при неоднородном питании током. Квантовая электроника. 2021;51(2):164–168. https://doi.org/10.1070/QEL17431Dolgov A.K., Ponomarev D.S., Khabibullin R.A., Ushakov D.V., Afonenko A.A., Dyuzhikov I.N., Glinskiy I.A. Simulation on the nonuniform electrical pumping efficiency of THz quantum-cascade lasers. Quantum Electronics. 2021;51(2):164–168. https://doi.org/10.1070/QEL17431Khabibullin R., Ushakov D., Afonenko A., Shchavruk N., Ponomarev D., Vasil’evskii I., Safonov D., Dubinov A. Spectra of mode loss in THz quantum cascade laser with double metal waveguide based on Au, Cu and Ag. Proc. SPIE. 2018;11066:1106613. https://doi.org/10.1117/12.2523284Khabibullin R., Ushakov D., Afonenko A., Shchavruk N., Ponomarev D., Vasil’evskii I., Safonov D., Dubinov A. Spectra of mode loss in THz quantum cascade laser with double metal waveguide based on Au, Cu and Ag. Proc. SPIE. 2018;11066:1106613. https://doi.org/10.1117/12.2523284Khabibullin R., Ushakov D., Afonenko A., Shchavruk N., Ponomarev D., Volkov O., Pavlovskiy V., Vasil’evskii I., Safonov D., Dubinov A. Silver-based double metal waveguide for terahertz quantum cascade laser. Proc. SPIE. 2019;11022:1102204. https://doi.org/10.1117/12.2521774Khabibullin R., Ushakov D., Afonenko A., Shchavruk N., Ponomarev D., Volkov O., Pavlovskiy V., Vasil’evskii I., Safonov D., Dubinov A. Silver-based double metal waveguide for terahertz quantum cascade laser. Proc. SPIE. 2019;11022:1102204. https://doi.org/10.1117/12.2521774Хабибуллин Р.А., Щаврук Н.В., Клочков А.Н., Глинский И.А., Зенченко Н.В., Пономарев Д.С., Мальцев П.П., Зайцев А.А., Зубов Ф.И., Жуков А.Е., Цырлин Г.Э., Алфёров Ж.И. Энергетический спектр и тепловые свойства терагерцового квантово-каскадного лазера на основе резонансно-фононного дизайна. Физика и техника полупроводников. 2017;51(4): 540–546. https://doi.org/10.21883/FTP.2017.04.44349.8414Khabibullin R.A., Shchavruk N.V., Klochkov A.N., Glinskiy I.A., Zenchenko N.V., Ponomarev D.S., Maltsev P.P., Zaycev A.A., Zubov F.I., Zhukov A.E., Cirlin G.E., Alferov Zh.I. Energy spectrum and thermal properties of terahertz quantum-cascade laser based on the resonant-phonon depopulation scheme. Semiconductors. 2017;51(4):514–519. https://doi.org/10.1134/S106378261704008X [Original Russian Text: Khabibullin R.A., Shchavruk N.V., Klochkov A.N., Glinskiy I.A., Zenchenko N.V., Ponomarev D.S., Maltsev P.P., Zaycev A.A., Zubov F.I., Zhukov A.E., Cirlin G.E., Alferov Zh.I. Energy spectrum and thermal properties of terahertz quantum-cascade laser based on the resonant-phonon depopulation scheme. Fizika i Tekhnika Poluprovodnikov. 2017;51(4):540–546 (in Russ.). https://doi.org/10.21883/FTP.2017.04.44349.8414]Цырлин Г.Э., Резник Р.Р., Жуков А.Е., Хабибуллин Р.А., Маремьянин К.В., Гавриленко В.И., Морозов С.В. Особенности роста наноструктур для терагерцовых квантово-каскадных лазеров и их физические свойства. Физика и техника полупроводников. 2020;54(9):902–905. https://doi.org/10.21883/FTP.2020.09.49829.21Cirlin G.E., Reznik R.R., Zhykov A.E., Khabibullin R.A., Marem’yanin K.V., Gavrilenko V.I., Morozov S.V. Specific growth features of nanostructures for terahertz quantum cascade lasers and their physical properties. Semiconductors. 2020;54:1092–1095. http://dx.doi.org/10.1134/S1063782620090298 [Original Russian Text: Cirlin G.E., Reznik R.R., Zhykov A.E., Khabibullin R.A., Marem’yanin K.V., Gavrilenko V.I., Morozov S.V. Specific growth features of nanostructures for terahertz quantum cascade lasers and their physical properties. Fizika i Tekhnika Poluprovodnikov. 2020;54(9):902–905 (in Russ.). https://doi.org/10.21883/FTP.2020.09.49829.21]Ushakov D., Afonenko A., Khabibullin R., Ponomarev D., Aleshkin V., Morozov S., Dubinov A. HgCdTe-based quantum cascade lasers operating in the GaAs phonon Reststrahlen band predicted by the balance equation method. Opt. Express. 2020;28(17):25371–25382. https://doi.org/10.1364/oe.398552Ushakov D., Afonenko A., Khabibullin R., Ponomarev D., Aleshkin V., Morozov S., Dubinov A. HgCdTe-based quantum cascade lasers operating in the GaAs phonon Reststrahlen band predicted by the balance equation method. Opt. Express. 2020;28(17):25371–25382. https://doi.org/10.1364/oe.398552

The authors declare that there are no conflicts of interest present.