Исследование низкочастотных шумов светоизлучающих структур с целью диагностики их физических свойств

Обзор литературы и актуальность темы диссертационной работы.

Одним из направлений современной радиофизики является исследование статистических характеристик шумов с целью изучения свойств объектов — источников шумов. Такие исследования могут быть полезными при изучении различных процессов в веществе. Основные результаты, полученные в настоящее время, стали возможными благодаря появлению мощных вычислительных систем и цифровых методов, позволяющих анализировать необходимые статистические характеристики.

К наиболее часто встречающимся шумам относятся: тепловойдробовойгенерационно-рекомбинационный шумышум, обусловленный флуктуациями температурыа также фликкерный шум.

Фликкерный шум, иначе называемый шумом эффекта мерцания, а также 1/f шумом, был впервые обнаружен при исследовании дробового шума электронных ламп на низких частотах [1], см. также [2].

Фликкерные шумы обусловлены флуктуациями параметров радиоэлементов (например, резисторов, конденсаторов и др.) и могут наблюдаться при наложении на элемент напряжения или при пропускании через него тока. Фликкерный шум характеризуется своей спектральной плотностью мощности (далее просто спектр), которая пропорциональна 1 if, где у — параметр формы спектра. Для многих приборов параметр формы спектра принимает значения около единицы: 0,8 < у < 1,2. Поэтому такой шум часто называют «1 If шумом». Влияние фликкерного шума наиболее существенно на низких частотах.

Токовая зависимость спектра фликкерного шумового тока и напряжения иногда аппроксимируется степенной функцией: Sv~Ikl. Случай к{=к2=1 объясняется флуктуациями линейной проводимости исследуемого объекта.

Фликкерный шум ограничивает чувствительность и стабильность многих электронных устройств, требования к которым постоянно повышаются. Это приводит к необходимости создания малошумящих полупроводниковых приборов.

Исследования фликкерного шума, в том числе измерения его спектра, проводятся около 80 лет, однако природа шума до конца не выявлена [3, 4, 5]. Измерения спектра шума используются для получения информации об его происхождении. На данный момент имеется значительный теоретический и экспериментальный материал по физическим и статистическим свойствам фликкерного шума различных объектов, который был получен рядом исследователей: Ван дер Зил (A. Van der Ziel) [6, 7, 8], Дю Пре (F.K. Du Pre) [9], A.H. Малахов [2, 3, 10], Xoyxe (F.N. Hooge), Клайнпеннин (T.G.M. Kleinpenning) и Фандамме (L.K.J.Vandamme) [5, 11, 12, 13], Ш. М. Коган [4], Датта (P.Dutta) и Хорн.

P.M.Horn) [14, 15], Кларк (J. Clarke) и Bocc (R.F.Voss) [16], Вейсман (M.B.Weissman) [17], Г. Н. Бочков и Ю. Е. Кузовлев [18], В. П. Паленскис [19], Н. Б. Лукьянчикова [20, 21], Р. З. Бахтизин и С. С. Гоц [22], А. К. Нарышкин и.

A.C. Врачев [23], Г. П. Жигальский [24], В. В. Потемкин [25], С. А. Корнилов [26],.

B.Н. Кулешов [27], М. Е Левиниггейн и С. Л. Румянцев [28], С. Ф. Тимашев [29], Г. А. Леонтьев [30], и др. Многие из известных данных получены из измерений спектра шума.

Результаты исследования фликкерного шума показывают разнообразие его проявления. Например, в работе [13] исследуются 1 If флуктуации коэффициента затухания в оптическом волокне. Даже приборы, изготовленные в технологически идентичных режимах, имеют электрические 1 If шумы, обладающие совершенно разными свойствами. В настоящей работе, например, будут представлены образцы одного и того же типа лазеров, обладающие различными шумовыми свойствами.

Во многих моделях 1 If шум трактуется либо как суперпозиция случайных релаксационных процессов, имеющих лоренцев спектр, либо как случайный цуг импульсов, то есть сумма большого числа единичных процессов. В первом случае lf шум может трактоваться как суперпозиция случайных телеграфных процессов. Во втором случае 1 If шум удобно представить пуассоновским процессом.

На данный момент одной из наиболее распространенных моделей для объяснения 1 If шума в полупроводниках является модель двухуровневых систем (ДУС), формируемых, предположительно, подвижными дефектами в кристаллической решетке образца. При небольшом количестве подвижных дефектов 1 // шум в рамках данной модели может быть негауссов.

В настоящее время развивается область наноэлектроники, связанная с разработкой полупроводниковых приборов с квантово-размерными структурамиквантовыми ямами и квантовыми точками (диоды, лазеры, транзисторы и т. д.). Предполагается, что такие приборы из-за малых размеров активной области должны обладать более высокой температурной стабильностью и радиационной стойкостью, а также сравнительно небольшим количеством подвижных дефектов, которые могут производить негауссов 1 If шум.

Во фликкерных флуктуациях, по-видимому, находят свое отражение электронные и атомные процессы в веществе, характеризующие особенности микроструктуры твердых тел. Это дает возможность использовать 1 If шум для получения информации о качестве и надежности полупроводниковых структур.

В модели ДУС высоты локальных энергетических барьеров являются случайными величинами [15]. Спектр процесса имеет вид lf если высоты локальных барьеров АЕ распределены равномерно в некотором достаточно широком диапазоне от АЕ до АЕ2 [15]. Нижняя и верхняя частоты спектра определяются соотношением fih=fo-exp (-AEi^llcT). Таким образом, предполагается, что флик-керный шум создается ансамблем двухуровневых систем, имеющих широкое 6 распределение средних времен пребывания в своих состояниях [31]. Разновидностями такой модели являются модель Когана и Нагаева [33, 34] для случая туннельного перехода частиц, а также модель, связывающая возникновение фликкерного шума с наличием дефектов в твердом теле [32, 35, 36, 37].

Дефекты представляют собой некоторые образования в кристаллической решетке образца [38, 39], природа которых окончательно не выявлена. Они могут формироваться атомами примеси [35, 38]. Каждый дефект может локализоваться около какой-либо точки образца, совершая диффузионные скачки в ее окрестности. В простейшем случае дефект имеет два метастабильных состояния, разделенных относительно низким потенциальным барьером, что образует двухуровневую систему (ДУС) [36]. Дефект случайным образом переключается из одного состояния в другое и обратно, в результате чего меняются его электрофизические параметры (например, сечение рассеяния носителей тока на дефекте).

Локализованные дефекты могут перемещаться вдоль образца. Такое движение является диффузионным процессом [39]. С течением времени дефект может покинуть свое место и, диффундируя через образец, локализоваться в другой точке образца и сформировать новую двухуровневую систему. При этом параметры ДУС могут изменяться, формируя нестационарный токовый шум.

Многие из новых разработанных на базе цифровой техники статистических методов касается проверки гауссовости и стационарности М/шума — «нулевой» гипотезы [40, 41, 42, 43, 44, 45]. Для этого, в частности, используются оценки вероятностного распределения (гистограммы) шума, кумулянтов высших порядков, в основном коэффициентов асимметрии и эксцесса.

На основе методов исследования свойств М/шума возможно тестирование и контроль качества полупроводниковых приборов.

Важным вопросом при разработке цифровых методов исследования И/ шума является определение точности полученных результатов, которые, как правило, представляют собой оценки статистических характеристик. При обработке шума в аналого-цифровом преобразователе (АЦП) возникают ошибки квантования. Из литературы известно, что эти ошибки имеют равномерное распределение и плоский спектр. В настоящей работе проведено исследование влияния АЦП на искажение кумулянтов высших порядков.

Несмотря на существование многих моделей фликкерного шума, природа шума остается неясной.

В настоящей работе в качестве исследуемых источников шума используются светоизлучающие диоды и лазеры, которые имеют наноразмерную структуру на основе арсенида галлия ОаАз и его твёрдых растворов разного состава.

Полупроводниковые инжекционные лазеры, как малогабаритные и экономичные источники когерентного излучения высокой яркости находят широкое применение в науке, технике, системах связи, медицине и т. д.

В соответствии с рассмотрением, предложенным А. Ван дер Зилом (см., например, [8]) в диоде с р-п переходом существуют естественные шумы, то есть дробовой шум, возникающий при направленном движении носителей тока, и тепловой шум, связанный со случайностью процесса диффузии. Причем тепловой шум преобладает в несмещенном диоде, а дробовой шум — при наличии прямого или обратного напряжения, приложенного к диоду.

Кроме естественных шумов в диодах обнаружен I// шум. Существуют различные теоретические модели и эмпирические зависимости, описывающее поведение спектра фликкерного шума полупроводникового диода с р-п переходом. Эмпирическая формула Хоухе — Клайнпеннина — Фандамме [5, 11], предложенная Клайнпеннином для описания шумов именно в «обычных» диодах с р-п переходом [12], часто используется для трактовки экспериментальных данных, относящихся и к квантоворазмерным структурам. Квантоворазмерные све-тоизлучающие диоды и лазеры отличаются, в частности, наличием преобладающего тока рекомбинации через активную область (КЯ или/и КТ) вместо диффузионного тока.

Различные токовые зависимости спектра М/ шумового напряжения диода описываются рядом моделей.

Эффект насыщения шума (эффект А. Н. Малахова [46]) предполагает наличие в ВАХ диода только одной компоненты тока, например, диффузионной. Для малых токов через диод спектр шумов пропорционален квадрату тока через образец. При больших токах, когда дифференциальное сопротивление обратно пропорционально току, зависимость спектра шума от тока пропадает, то есть возникает эффект насыщения шума.

Модель А. К. Нарышкина [47] предполагает наличие в ВАХ двух токовых компонент: диффузионной и рекомбинационной, причем «шумит» рекомбинаци-онная компонента. Эффект заключается в том, что в области больших токов спектр шума напряжения для больших токов спадает обратно пропорционально току.

Эмпирическая формула Хоухе — Клайнпеннина — Фандамме, примененная для описания шумов обычного диода [12], имеет такую же асимптотику токовой зависимости спектра шума напряжения, как и в эффекте А. К. Нарышкина, однако не имеет физического обоснования.

Эффект максимизации шума описывает НЧ шум прибора, где р-п переход шунтирован сопротивлением утечки [48, 49, 50, 51]. Токовая зависимость спектра шума в этом случае имеет максимум при некотором напряжении на диоде. В области малых токов спектр нарастает пропорционально квадрату тока так же, как в линейном резисторе. В области больших токов спектр убывает пропорционально квадрату тока.

В настоящей работе на основе анализа ВАХ и токовых спектральных зависимостей шумов напряжения в наноразмерных лазерах и светодиодах обнаружены шумы утечки, оказавшиеся основным источником шума в образцах.

В электронных приборах часто можно наблюдать смесь фликкерного шума со случайным телеграфным процессом (СТП). Причем СТП усложняет или делает невозможным исследование И/ шума. Помимо этого, СТП приводит к существенной нестабильности работы прибора. Впервые СТП, представляющий собой взрывной шум, был обнаружен в обратносмещенном диоде с р-п переходом. Причины возникновения СТП, как правило, связаны с несовершенством структуры прибора. Например, наличие ловушек, приводящих к захвату и удержанию носителей тока. Уменьшение числа носителей заряда, в свою очередь, приводит к скачкообразному изменению тока через образец. Другой причиной возникновения СТП могут служить микропробои образца.

Наиболее часто используемая обработка смеси двух различных шумов проводится в частотной области и подразумевает «расщепление» исходного спектра, по крайней мере, на две компоненты, то есть // спектр и лоренцев спектр (или спектры). Лоренцев спектр возникает из-за наличия взрывного или генерационно-рекомбинационного шума (см., например, [52, 53]). Целью такой обработки является представление 1//" - подобного спектра в виде суммы лорен-цевых спектров. При этом выделение одиночного лоренцева спектра из шума, имеющего спектр типа Ур, может быть ошибочным, так как параметр формы спектра у в общем случае зависит от частоты анализа/.

Впервые разделение фликкерного шума и СТП во временной области описано в работе [54]. Авторы исследовали операционные усилители, на выходе которых наблюдался шум, представляющий собой смесь СТП и гауссова случайного процесса. Чтобы разделить шумовые компоненты авторы изменяли напряжение смещения усилителя постоянного тока, делая «верхнее» состояние телеграфного шума положительным, а «нижнее» состояние — отрицательным. После использования анализатора Фурье они получали отдельно спектры мощности М/ и взрывного шума. Одним из результатов этой работы явилось экспериментальное доказательство того, что взрывной шум и фоновый фликкерный шум возникают из-за статистически независимых физических процессов.

Одна из последних работ, в которой используется процедура выделения СТП на шумовом фоне, описывается в [55]. Здесь разделение исходного шумового процесса на две записи, соответствующие дискретным уровням СТП, происходит с использованием вероятностного критерия, основанного на предположении о том, что телеграфный процесс является марковским, а фоновый шумгауссовым. В качестве результата такой обработки авторы получают статистически усредненные параметры СТП. Предложенный метод авторы иллюстрируют на примере телеграфного шума, смешанного с гауссовым Х//^'5 шумом, проявляющимся в высокотемпературных сверхпроводящих тонких пленках.

В настоящей работе для разделения СТП и фликкерного шума впервые используется цифровая обработка исходного шума, основанная на стандартной теории обнаружения сигналов на фоне шумов [56, 57].

На данном этапе развития наноэлектроники интерес представляют гетеро-наноструктуры с квантовыми ямами (КЯ) и квантовыми точками (КТ). Предпринимаются попытки изготовления лазеров с использованием в качестве активной области одного или нескольких слоев самоорганизованных квантовых точек. Создание и развитие данного типа структур основывается на исследовании свойств приборов, выполненных на квантовых ямах. Предполагается, что полупроводниковые приборы на квантовых точках по сравнению с квантово-ямными приборами из-за меньших размеров рабочих областей должны обладать более высокой температурной стабильностью [58] и радиационной стойкостью [59].

При исследовании особенностей излучения полупроводниковых свето-диодов и лазеров возникает задача исследования влияния электрических шумов на шумы интенсивности оптического излучения.

Впервые XI/спектр флуктуаций интенсивности оптического излучения лазерных диодов исследовался в работе [60]. Рассматривались флуктуации интенсивности в области до порога возникновения стимулированного лазерного излучения, в частотном диапазоне от 10 Гц до 10 кГц. Была обнаружена корреляция между шумами в интенсивности оптического излучения и электрическими шумами.

Фликкерный шум в интенсивности оптического излучения приводит к увеличению ширины спектра [61], а спектральные характеристики излучения лазерных диодов очень важны в некоторых приложениях. В работе [62] наблюдалась корреляция между флуктуациями оптического излучения и флуктуациями частоты оптического излучения. Эти результаты делают важным исследование //шума в лазерах.

Авторы работ [62, 63] предполагают, что причиной возникновения М/ шума в интенсивности излучения являются ловушки вблизи активной области лазерного диода. Считается, что ловушки на границах гетероструктур приводят к возникновению локальных флуктуаций тока, которые модулируют мощность оптического излучения. Данная модель в чем-то похожа на модель фликкерного шума напряжения и тока, где М/спектр формируется множеством генерационно-рекомбинационных процессов. В работе [63] также была обнаружена корреляция между шумами интенсивности оптического излучения и шумами тока через диод.

В работах [64, 65, 66] исследовались флуктуации интенсивности оптического излучения в лазерных диодах на СаАШ и Са1пАз гетероструктурах. Здесь экспериментально получены зависимости спектра флуктуаций мощности оптического излучения от средней измеряемой мощности в области ниже порога возникновения стимулированного оптического излучения. Для объяснения этих зависимостей предложены две модели. Одна предполагает, что М/ шум возникает благодаря пространственно некоррелированным флуктуациям коэффициента поглощения, вызывающего флуктуации спонтанного излучения. Другая модель описывает возникновение М/ шума, как следствие наличия некоррелированных флуктуаций инжектированных в активную область свободных носителей заряда.

Исследованиями шума в интенсивности оптического излучения занимались и другие исследователи (см., например, [67, 68, 69]).

В настоящей работе проводится исследование флуктуаций оптической интенсивности лазеров на КЯ. В частности, ставится задача выявления корреляции с электрическими шумами. Цель работы.

Основные цели настоящей работы заключаются в следующем:

— изучение шумовых характеристик наноразмерных светоизлучающих структур;

— определение и локализация источников шума;

— исследование шумов тока утечки и взрывного шума (СТП);

— исследование влияния источников электрических шумов на флуктуации интенсивности оптического излучения;

— исследование влияние обработки шума в аналого-цифровом преобразователе (АЦП) на искажение статистических свойств шума.

Научная новизна.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем.

1. Количественно определено влияние АЦП на статистические характеристики оцифрованных шумовых процессов. Особое внимание уделялось искажениям старших кумулянтов, отличие от нуля которых свидетельствует о негауссовом характере шума. В качестве параметров были выбраны разрядность АЦП и эффективность его использования. Выработаны конкретные рекомендации по выбору и использованию АЦП.

2. На основе изучения В АХ и токовых зависимостей спектров шума напряжения лазеров на квантовых ямах (КЯ) обнаружено, что фликкерные шумы в исследуемых образцах обусловлены шумами тока утечки. Шумы, возникающие в КЯ, выявлены не были.

3. Обнаружена существенная корреляция между электрическими шумами (тока утечки) и флуктуациями интенсивности оптического излучения лазеров на КЯ. Предложены рекомендации по эксплуатации лазеров, направленные на уменьшение фликкерного шума в интенсивности оптического излучения.

4. Предложен метод разделения СТП и фликкерного шума, основанный на стандартной теории обнаружения сигнала на фоне шумов. При помощи указанного метода разделены взрывная (СТП) и фликкерная компоненты, исследованы их характеристики. Информация о характеристиках СТП, в том числе о среднем времени пребывания процесса в каждом из состояний, дает потенциальную возможность локализации и устранения недостатков структуры.

Краткое содержание диссертации.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, приложения, списка цитируемой литературы, а также списка условных обозначений.

Основные результаты исследования шумовых характеристик наноразмер-ных светоизлучающих приборов заключаются в следующем:

1. ВАХ светодиодов на 1пАз КТ имеет коэффициент идеальности 77"2, что свидетельствует о полной рекомбинации носителей тока в слое КТ.

2. Формула Хоухе — Клайнпеннина для р-п диодов удовлетворительно описывает шумы светодиодов при параметре Хоухе, а «3−10~ для токов от десятков микроампер до единиц миллиампер, но неприменима для шумов лазеров на КЯ.

3. У светодиодов и лазеров на? щ^Эа^^Лз КЯ в области малых токов обнаружены утечки, характеризующиеся тем, что уровень спектра шума на малых.

— у токах пропорционален квадрату тока через образец. Шумы лазеров на КЯ (например, лазер № 15) хорошо описываются моделью шума линейной утечки (модель диода, шунтированного линейным резистором утечки). Для некоторых лазеров (например, лазер № 1) обнаружены шумы, подчиняющиеся модели линейной утечки только в области малых токов. Для больших токов спектр шума описываются моделью шума утечки, учитывающей нелинейных характер сопротивления утечки.

4. Использование модели шума сопротивления утечки позволило найти такие параметры образцов, как сопротивление утечки Я/, последовательное сопротивление обратный ток насыщения 13, уровень спектра относительных флуктуаций сопротивления утечки Замечено, что некоторые из указанных параметров (в частности, сопротивление утечки) существенно различаются даже для образцов, имеющих одинаковую структуру, что приводит к различиям в эксплуатационных и шумовых характеристиках.

5. В экспериментальных записях некоторых диодов на КТ обнаружен взрывной шум, имеющий характер случайного телеграфного процесса (СТП), отчетливо наблюдаемый на фоне V/шума. Для выделения взрывного шума была применена процедура, основанная на стандартной теории обнаружения сигналов на фоне шумов. Таким образом, исходная реализация шума была расщеплена на две компоненты. Первая — взрывной шум с лоренцевым спектром, другая — И/ шум.

6. Для выделенной фликкерной компоненты обнаружена зависимость типа ЗД*) ~ что позволяет говорить о применимости формулы Хоухе — Клайнпен-нина, предложенной для обычных диодов, к таким сложным структурам, как светоизлучающие диоды на КТ. При этом параметр Хоухе ан для //шума оказался равным 810~5. Данное значение соответствует довольно малым фликкер-ным шумам в большинстве полупроводниковых устройств и материалов.

7. Исследованы характеристики выделенной телеграфной компоненты шума в зависимости от тока через образец. А именно, низкочастотные значения спектра СТП, характеристическая частота, средние времена пребывания в обоих состояниях, величина скачка тока и напряжения, вызванная СТП. Все полученные характеристики взрывного шума меняют свое поведение при токе через образец = 10″ 5 А, в то время как для //компоненты подобных изменений не наблюдается. Отношение сигнал-шум также сильно изменяется при указанном значении тока через диод. Таким образом, по-видимому, можно утверждать, что взрывной и У/шум имеют различную природу в исследованных в данной работе светоизлучающих диодах на квантовых точках.

8. Между флуктуациями тока утечки и шумами интенсивности излучения лазеров обнаружена корреляция. Данный факт проявляется в наличии близкого к единице функции когерентности шумов оптического и электрического каналов. Особенно сильно это заметно в области низких частот, где оптические и электрические флуктуации практически полностью когерентны ввиду отсутствия или незначительности собственных шумов оптического канала.

9. Отклонения коэффициента когерентности от единицы могут быть объяснены наличием дополнительной шумовой компоненты, которая отчасти представляет собой собственные шумы измерительно-усилительного тракта — дробовой шум фотодетектора. Уровень дробового шума фотодетектора несколько отличается от оценки спектра некоррелированной шумовой компоненты, однако характер поведения в зависимости от тока через образец совпадает для малых токов. Исключение составляют токи близкие к пороговым, при которых в оптическом шуме появляется мощная дополнительная компонента, также имеющая плоский спектр.

10. В работе выполнена декомпозиция шумов оптического канала на две компоненты, одна из которых полностью когерентна электрическим шумам лазерного диода.

11. Получена зависимость спектра флуктуаций мощности когерентной (фликкерной) компоненты оптического излучения от средней излучаемой мощности. Данная зависимость совпадает с результатами, полученными другими исследователями флуктуаций оптического излучения, и находится в соответствии с предложенными в работах [64, 65, 66] моделями.

12. Информация о наличии когерентности между шумами оптического излучения и электрическими шумами дает в частности потенциальную возможность создания измерительных систем, контролирующих качество оптического излучения прибора путем исследования только его электрических свойств. Кроме этого, наличие корреляции позволяет дать рекомендации по эксплуатации исследуемых приборов. Так, например, питание лазера от источника напряжения вместо источника тока может позволить избежать влияния шума утечки на флуктуации оптической интенсивности.

Заключение

.

Ниже представлены основные результаты, полученные в данной работе.

1. Показано, что при обработке шума в АЦП необходимо учитывать два основных эффекта: эффект усечения «хвостов» вероятностного распределения и эффект дискретизации, причем первый оказывает более сильное влияние на статистические характеристики процесса, чем второй. То есть разрядность АЦП влияет на искажения гауссовости слабее, нежели эффективность его использования. При этом статистическое среднее, стандарт и коэффициент асимметрии оцифрованного шума практически совпадают с аналогичными характеристиками шума на входе АЦП, если отношение К стандарта к максимально допустимой амплитуде входного напряжения АЦП меньше или равно ¼. С точки зрения коэффициента эксцесса влиянием АЦП на статистические характеристики оцифрованного шума можно, по-видимому, пренебречь только при К< 1/8.

2. При применении операции усреднения к оцифрованному шуму необходимо учитывать ошибки, связанные с особенностями представления чисел в ЭВМ и алгоритмов усреднения. В случае округления к ближайшему представи-мому числу ошибки округления пренебрежимо малы, однако при этом ограниченность количества бит в мантиссе числа с плавающей запятой не позволяет использовать при усреднении число отсчетов больше определенной величины МпахПри «статическом» способе усреднения оценка среднего становится смещенной, если усредняется число отсчетов большее Итлх. Значения для различных типов данных представлены в работе. Стандарт оценки среднего при использовании «динамического» алгоритма усреднения не стремится к нулю при N—>00, а достигает предельной величины при Л^Л^ах, зависящей от типа представления данных в ЭВМ.

3. У лазеров на 7"0,2⁰, квантовых ямах (КЯ) в области малых токов обнаружены утечки, характеризующиеся тем, что уровень спектра шума на малых токах пропорционален квадрату тока через образец Шумы некоторых лазеров на КЯ (например, лазер № 15) хорошо описываются моделью шума линейной утечки (модель диода, шунтированного линейным резистором утечки). Для некоторых лазеров (например, лазер № 1) обнаружены шумы, подчиняющиеся модели линейной утечки только для малых токов. В области больших токов спектр шума описываются моделью шума утечки, учитывающей нелинейных характер сопротивления утечки. Шумы, возникающие в КЯ, обнаружены не были.

4. В шумах некоторых диодов на квантовых точках (КТ) обнаружен взрывной шум, имеющий характер случайного телеграфного процесса (СТП), отчетливо наблюдаемый на фоне I// шума. Для выделения взрывного шума разработана процедура, основанная на стандартной теории обнаружения сигналов на фоне шумов. Исходная реализация шума была расщеплена на две компоненты. Первая — взрывной шум (СТП), другаяИ/шум.

Параметр Хоухе ан для шума оказался равным 8-Ю'5. Данное значение соответствует довольно малым фликкерным шумам в большинстве полупроводниковых материалов и устройств.

Показано, что взрывной и 1// шум имеют различную природу в исследованных в данной работе светоизлучающих диодах на КТ.

5. Обнаружена сильная корреляция между флуктуациями тока утечки и интенсивности излучения лазеров на ЬСЯ. Это свидетельствует о том, что шумы тока утечки лазерного диода существенно проявляются через флуктуации его оптического излучения.

Информация о когерентности между шумами интенсивности излучения и электрическими шумами дает, в частности, потенциальную возможность создания измерительных систем, контролирующих качество оптического излучения прибора путем исследования только его электрических свойств. Кроме этого, анализ корреляции позволяет дать рекомендации по эксплуатации исследуемых приборов. Так, например, питание лазера от источника напряжения (вместо использовавшегося источника тока) позволит избежать влияния шума утечки на интенсивность излучения.