A theoretical investigation of quantum cascade lasers (QCLs) is performed in the framework of the ensemble Monte-Carlo (EMC) method. The simulation tool is extended for the analysis of specific experimental QCL designs. For example, it is adapted to the InGaAs material system, and alloy scattering is implemented. The processes limiting the temperature performance of state of the art THz QCLs are identified, and design optimizations are carried out systematically. Furthermore, the influence of stimulated photon processes on the electron transport in high efficiency mid-infrared QCLs is analyzed. EMC is validated by comparison to the fully quantum mechanical non-equilibrium Green’s functions method. Quantum corrections are implemented into EMC, leading to improved results.     «

A theoretical investigation of quantum cascade lasers (QCLs) is performed in the framework of the ensemble Monte-Carlo (EMC) method. The simulation tool is extended for the analysis of specific experimental QCL designs. For example, it is adapted to the InGaAs material system, and alloy scattering is implemented. The processes limiting the temperature performance of state of the art THz QCLs are identified, and design optimizations are carried out systematically. Furthermore, the influence of st...     »

Quantenkaskadenlaser (QCLs) werden theoretisch mithilfe der Ensemble-Monte-Carlo (EMC) Methode untersucht. Das Simulationswerkzeug wird zur Untersuchung spezieller experimenteller QCL-Designs erweitert. Zum Beispiel wird es an das InGaAs-Materialsystem angepasst, und Legierungsstreuung wird implementiert. Die Prozesse, welche die maximale Betriebstemperatur bei hochmodernen THz-QCLs begrenzen, werden identifiziert, und Designoptimierungen werden systematisch durchgeführt. Weiterhin wird der Einfluss von stimulierten Photonenprozessen auf den Elektronentransport in hocheffizienten Mitt-Infrarot-QCLs analysiert. EMC wird durch den Vergleich mit der voll quantenmechanischen Nichtgleichgewichts-Greenfunktionen-Methode verifiziert. Quantenkorrekturen werden in EMC implementiert, welche zu verbesserten Ergebnissen führen.     «

Quantenkaskadenlaser (QCLs) werden theoretisch mithilfe der Ensemble-Monte-Carlo (EMC) Methode untersucht. Das Simulationswerkzeug wird zur Untersuchung spezieller experimenteller QCL-Designs erweitert. Zum Beispiel wird es an das InGaAs-Materialsystem angepasst, und Legierungsstreuung wird implementiert. Die Prozesse, welche die maximale Betriebstemperatur bei hochmodernen THz-QCLs begrenzen, werden identifiziert, und Designoptimierungen werden systematisch durchgeführt. Weiterhin wird der Einf...     »