Pavlov, S.G. and Deßmann, N. and Shastin, V.N. and Zhukavin, R.Kh. and Redlich, B. and Meer, A.F.G. van der and Mittendorff, M. and Winnerl, S. and Abrosimov, N.V. and Riemann, H. and Hübers, Heinz-Wilhelm (2014) Terahertz Stimulated Emission from Silicon Doped by Hydrogenlike Acceptors. Physical Review X, 4, 021009. American Physical Society. doi: 10.1103/PhysRevX.4.021009. ISSN 2160-3308.
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Abstract
Stimulated emission in the terahertz frequency range has been realized from boron acceptor centers in silicon. Population inversion is achieved at resonant optical excitation on the 1Γ+8 → 1Γ−7, 1Γ−6, 4Γ−8 intracenter transitions with a midinfrared free-electron laser. Lasing occurs on two intracenter transitions around 1.75 THz. The upper laser levels are the 1Γ−7, 1Γ−6, and 4Γ−8 states, and the lower laser level for both emission lines is the 2Γ+8 state. In contrast to n-type intracenter silicon lasers, boron-doped silicon lasers do not involve the excited states with the longest lifetimes. Instead, the absorption cross section for the pump radiation is the dominating factor. The four-level lasing scheme implies that the deepest even-parity boron state is the 2Γ+8 state and not the 1Γ+7 split-off ground state, as indicated by other experiments. This is confirmed by infrared absorption spectroscopy of Si:B.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/93222/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Terahertz Stimulated Emission from Silicon Doped by Hydrogenlike Acceptors | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 2014 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | Physical Review X | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume: | 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1103/PhysRevX.4.021009 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Page Range: | 021009 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | American Physical Society | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 2160-3308 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | THz, stimulated emission, silicon | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Traffic Management (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | V VM - Verkehrsmanagement | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | V - Optimode (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Berlin-Adlershof | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Planetary Research > Experimentelle Planetenphysik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Pavlov, Dr. Sergey | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 18 Dec 2014 10:54 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 29 Nov 2023 13:48 |
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