Evolution of Superluminescence Spectra of Indium Arsenide under Intense Photoexcitation

Abstract

The photoluminescence of n-type indium arsenide was investigated under excitation by neodymium laser pulse radiation at the temperature of 100 K. Superluminescence by interband radiative transitions was observed. A rapid shift of the superluminescence peak position from 412 to 406 meV was found when the excitation power density increased from 0.1 to 1 MW/cm2. It is shown that the shift is caused by a change of the radiation transition character from transitions between conduction and light-hole bands to transitions between conduction band and heavy-hole band. The energy difference of 6 meV between the light-hole band extrema and heavy-hole band extrema in indium arsenide was determined for the first time by direct spectroscopic measurements. Die Lumineszenz von n-dotiertem InAs wurde unter Anregung durch Nd-YAG-Laser-Lichtimpulse bei einer Temperatur von 100 K gemessen. Wir beobachteten durch Interbandübergänge verursachte Superlumineszenz. Eine deutliche Verschiebung der spektralen Lage der Superlumineszenzspitzen von 412 zu 406 meV wurde bei Erhöhung der Leistungsdichte der Anregung von 0,1 auf 1 MW/cm2 gefunden. Die Verschiebung der Superlumineszenzspitzen kann durch das Ersetzen von strahlenden Übergängen zwischen Leitungsband und leichten Löchern durch Übergänge zwischen Leitungsband und schweren Löchern erklärt werden. Der Abstand zwischen den Bandkanten der leichten und der schweren Löcher wurde mittels direkter spektraler Messung mit 6 meV bestimmt.