Фирсов Дмитрий Анатольевич

 Firsov2 

Заведующий кафедрой,
доктор физико-математических наук


Лекционные курсы:

  • Оптические и фотоэлектрические явления в полупроводниках
  • Физика горячих электронов
  • Фотоника
  • Квантово-размерные системы
  • Оптические свойства полупроводниковых наноструктур

Краткие биографические данные

  • В 1977 году окончил Ленинградский политехнический институт - инженер-физик.
  • C 1977 г. работает на кафедре физики полупроводников и наноэлектроники СПбГПУ.
  • Кандидатская диссертация (1984 г.) "Оптические явления в полупроводниках при разогреве и дрейфе носителей заряда".
  • Докторская диссертация (2000 г.) "Оптические явления в полупроводниках и полупроводниковых наноструктурах, связанные с неравновесными свободными носителями заряда".
  • С сентября 2009 г. – заведующий кафедрой.
  • Длительные визиты с целью совместных научных исследований в Regensburg University (Регенсбург, Германия), Aalto University (Хельсинки, Финляндия), State University of New York at Stony Brook (Стони Брук, США).
  • Почетный профессор Российско-Армянского (Славянского) университета.

Основные научные интересы


  • Оптические явления в полупроводниках и полупроводниковых наноструктурах, связанные с неравновесными электронами и дырками.
  • Разработка новых оптоэлектронных приборов (источников и детекторов излучения) среднего инфракрасного и терагерцового диапазонов спектра

Современная оптоэлектроника базируется на самых разнообразных оптических, фотоэлектрических и фотогальванических явлениях. Обнаружение новых эффектов при воздействии на полупроводниковые структуры оптического излучения, электрического и магнитного полей открывает новые функциональные возможности, ведет к созданию более совершенных приборов.

Физика полупроводниковых структур с пониженной размерностью – актуальное и быстро развивающееся направление в области физики полупроводников. В наноструктурах с квантовыми ямами, в одиночных гетеропереходах с двумерными электронами, в графене возникает целый ряд физических явлений, которые невозможно наблюдать в объемных материалах. В значительной степени это обусловлено более низкой симметрией двумерных полупроводниковых структур по сравнению с объемными полупроводниками.

В последнее десятилетие широко ведутся исследования спиновых явлений в полупроводниках и наноструктурах: изучаются особенности спин-орбитального взаимодействия, спиновая динамика электронов и дырок, процессы передачи углового момента фотона электронной системе. Кроме традиционных исследований по оптической ориентации спинов носителей заряда проводятся также эксперименты, нацеленные на изучение спинового эффекта Холла и спиновой ориентации носителей заряда под действием электрического тока.

Поглощение поляризованного света в полупроводниковых структурах может приводить не только к выстраиванию спинов носителей заряда, но и к выстраиванию их импульсов, в результате чего, наряду с оптической ориентацией, наблюдаются также различные фотогальванические эффекты. Исследование фотогальванических эффектов в двумерных структурах дает возможность выявлять симметрию структур и доминирующие механизмы рассеяния носителей заряда, определять времена релаксации энергии, импульса и спина, создавать фотоприемники различного функционального назначения.

Весьма информативным является также исследование оптического поглощения и двулучепреломления наноструктур с двумерным электронным газом в электрических полях. Подобные исследования не только имеют важное фундаментальное значение для физики двумерных электронов, но и обеспечивают надежные методы характеризации наноструктур, открывают путь для создания быстродействующих модуляторов оптического излучения.  

Текущие научные проекты


  Направление научных исследований: "Оптика неравновесных электронов".
  Создание новых источников излучения терагерцового диапазона – актуальная задача полупроводниковой оптоэлектроники. Для практических применений наиболее удобны источники излучения с электрическим возбуждением. В связи с этим ставится задача исследования различных механизмов эмиссии терагерцового излучения из полупроводниковых микро- и наноструктур в электрическом поле. Одним из перспективных направлений в этой области является использование оптических переходов горячих (неравновесных) электронов между примесными состояниями в полупроводниках.

Избранные публикации

 

  1. S.Hanna, B.Eichenberg, D.A.Firsov, L.E.Vorobjev, V.M.Ustinov, A.Seilmeier. Electromagnetically induced transparency in a cascade-type quantum well subband system under intense picosecond excitation. Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures 75, 12111, pp. 93-96 (2016).
  2. G.A.Melentev, V.A.Shalygin, L.E.Vorobjev, V.Yu.Panevin, D.A.Firsov, L.Riuttanen, S.Suihkonen, V.V.Korotyeyev, Yu.M.Lyaschuk, V.A.Kochelap, V.N.Poroshin. Interaction of surface plasmon polaritons in heavily doped GaN microstructures with terahertz radiation. Journ. of Appl. Phys. 119, 093104 (2016).
  3. Д.А.Фирсов, Л.Е.Воробьев, М.Я.Винниченко, Р.М.Балагула, М.М.Кулагина, А.П.Васильев. Влияние поперечного электрического поля и температуры на поглощение света в туннельно-связанных квантовых ямах GaAs/AlGaAs. Физика и техника полупроводников 49, вып. 11, 1473-1477 (2015).
  4. Д.А.Фирсов, Л.Е.Воробьев, В.Ю.Паневин, А.Н.Софронов, Р.М.Балагула, И.С.Махов, Д.В.Козлов, А.П.Васильев. Терагерцовое излучение, связанное с примесными переходами электронов в квантовых ямах при оптической и электрической накачке. Физика и техника полупроводников 49, вып. 1, 30-34 (2015).
  5. L.E.Vorobjev, D.A.Firsov, V.Yu.Panevin, A.N.Sofronov, R.M.Balagula, A.A.Tonkikh. Mid-infrared light absorption by photo-excited charge carri-ers in Ge/Si quantum dots. J. Phys.: Conf. Ser. 586 012001 (2015).
  6. Sofronov A. N., Vorobjev L. E., Firsov D. A., Panevin V. Y., Balagula R. M., Werner P., Tonkikh A. A.. Photoinduced mid-infrared intraband light absorption and photoconductivity in Ge/Si quantum dots. Superlattices and Microstructures, 87, 53-57 (2015).
  7. Firsov D.A., Vorobjev L.E., Panevin V.Y., Sofronov A.N., Balagula R.M., Kozlov D.V.. Impurity-related terahertz emission from quantum well nanostructures. Lithuanian Journal of Physics 54, Iss. 1, 46-49 (2014).
  8. D.Firsov. Semiconductors and nanostructures-based sources of terahertz radiation. J. Phys.: Conf. Ser. 541 012002 (2014).
  9. М.Я.Винниченко, Л.Е.Воробьев, Д.А.Фирсов, М.О.Машко, Р.М.Балагула, G.Belenky, L.Shterengas, G.Kipshidze. Зависимость концентрации носителей заряда от тока в инжекционных лазерах среднего инфракрасного диапазона с квантовыми ямами. Физика и техника полупроводников 47, вып. 11, 1526-1529 (2013).
  10. В.Ю.Паневин, А.Н.Софронов, Л.Е.Воробьев, Д.А.Фирсов, В.А.Шалыгин, М.Я.Винниченко, Р.М.Балагула, А.А.Тонких, P.WernerB.Fuhrman, G.Schmidt. Латеральная фотопроводимость структур с квантовыми точками Ge/Si. Физика и техника полупроводников 47, вып. 12, 1599-1603 (2013)
  11. Воробьев Л., Софронов А., Фирсов Д., Демидов Д., Леус Р., Свердлов М., Тер-Мартиросян А.Л. Лазерные диоды для фотодинамической терапии. Фотоника. 2012. Т. 31. № 1. С. 20-23
  12. М.Я.Винниченко, Д.А.Фирсов, Л.Е.Воробьев, М.О.Машко, L.Shterengas, G.Belenky. Динамика фотолюминесценции в наноструктурах с квантовыми ямами InGaAsSb/AlGaAsSb. Физика и техника полупроводников 46, вып. 12, 1581-1586 (2012)
  13. V.A.Shalygin, L.E.Vorobjev, D.A.Firsov, A.N.Sofronov, G.A.Melentyev, W.V.Lundin, A.E.Nikolaev, A.V.Sakharov, A.F.Tsatsulnikov. Blackbody-like emission of terahertz radiation from AlGaN/GaN heterostructure under electron heating inlateral electric field. Journ. ofAppl. Phys. 109, 073108 (2011)
  14. B.Eichenberg, S.Dobmann, H.Wunderlich, A.Seilmeier, L.E.Vorobjev, D.A.Firsov, V.Panevin, A.A.Tonkikh. Intraband spectroscopy of excited quantum dot levels by measuring photoinduced currents. PhysicaE 43, 1162–1165 (2011)
  15. T.V.Shubina, A.V.Andrianov, A.O.Zakhar’in, V.N. Jmerik, I.P.Soshnikov, T.A.Komissarova, A.A.Usikova, PS.Kop’ev, S.V.Ivanov, V.A.Shalygin, A.N.Sofronov, D.A.Firsov, L.E.Vorob’ev, N.A.Gippius, J.Leymarie, X.Wang, AkihikoYoshikawa. Terahertz electroluminescence of surface plasmons from nanostructured InN layers. Applied Physics Letters, v. 96, 183106 (2010).
  16. Д.А.Фирсов, В.А.Шалыгин, В.Ю.Паневин, Г.А.Мелентьев, А.Н.Софронов, Л.Е.Воробьев, А.В.Андрианов, А.О.Захарьин, В.С.Михрин, А.П.Васильев, А.Е.Жуков, Л.В.Гавриленко, В.И.Гавриленко, А.В.Антонов, В.Я.Алешкин. Излучение и фотопроводимость в квантовых ямах GaAs/AlGaAs n-типа в терагерцовой области спектра: роль резонансных состояний. "Наука", ФТП 44(11), 1443-1446 (2010).
  17. V.A.Shalygin, L.E.Vorobjev, D.A.Firsov, V.Yu.Panevin, A.N.Sofronov, G.A.Melentyev, A.V.Antonov, V.I.Gavrilenko, A.V.Andrianov, A.O.Zakharyin, S.Suihkonen, P.T.Törma, M.Ali, H.Lipsanen. Impurity breakdown and terahertz luminescence in n-GaN epilayers under external electric field. Journ. of Appl. Phys. 106, 123523 (2009)
  18. V.A.Shalygin, L.E.Vorobjev, D.A.Firsov, V.Yu.Panevin, A.N.Sofronov, A.V.Andrianov, A.O.Zakhar'in, A.Yu.Egorov, A.G.Gladyshev, O.V.Bondarenko, V.M.Ustinov, N.N.Zinov'ev, D.V.Kozlov. Terahertz luminescence in strained GaAsN:Be layers under strong electric fields. Applied Physics Letters, v. 90, Iss. 16, 161128 (2007).
  19. L.E.Vorobjev, N.K.Fedosov, V.Yu.Panevin, D.A.Firsov, V.A.Shalygin, M.I.Grozina, A.Andreev, V.M.Ustinov, I.S.Tarasov, N.A.Pikhtin, Yu.B.Samsonenko, A.A.Tonkikh, G.E.Cirlin, V.A.Egorov, F.H.Julien, F.Fossard, A.Helman, Kh.Moumanis. Interband light absorption and Pauli blocking in InAs/GaAs quantum dots covered by InGaAs quantum wells. Semicond. Sci. Technol. v.22, pp.814-818 (2007).
  20. L.E.Vorobjev, V.Yu.Panevin, N.K.Fedosov, D.A.Firsov, V.A.Shalygin, A.Seilmeier, S.R.Schmidt, E.A.Zibik, E.Towe, V.V.Kapaev. Carrier transfer in coupled asymmetric GaAs/AlGaAs double quantum wells after ultrafast intersubband excitation. Semicond. Sci. Technol. v.21 pp.1267-1273 (2006).
  21. L.E.Vorob’ev, V.Yu.Panevin, N.K.Fedosov, D.A.Firsov, V.A.Shalygin, V.V.Kapaev, S.Hanna, S.Schmidt, E.A.Zibik, A.Seilmeier. Intersubband absorption of light in heterostructures with double tunnel-coupled GaAs/AlGaAs quantum wells. Semiconductors, v.39, No.1, pp.41-43 (2005).
  22. L.E.Vorob’ev, V.Yu.Panevin, N.K.Fedosov, D.A.Firsov, V.A.Shalygin, A.A.Andreev, Yu.B.Samsonenko, A.A.Tonkikh, G.E.Cirlin, N.V.Kryzhanovskaya, V.M.Ustinov, S.Hanna, A.Seilmeier, N.D.Zakharov, P.Werner. Optical phenomena in InAs/GaAs heterostructures with doped quantum dots and artificial molecules. Semiconductors, v.39, No.1, pp.50-53 (2005).
  23. S.Hanna, A.Seilmeier, V.A.Shalygin, D.A.Firsov, L.E.Vorobjev, V.M.Ustinov, A.E.Zhukov. Dynamics and collective properties of non-equilibrium carriers in highly photoexcited quantum wells. Semiconductor Science and Technology, v.19, pp.S290-S292 (2004).
  24. S.Hanna, S.R.Schmidt, V.A.Shalygin, D.A.Firsov, L.E.Vorobjev, V.M.Ustinov, A.E.Zhukov, A.Seilmeier. Intersubband absorption in highly photoexcited semiconductor quantum wells. Physica E, v.19, p.364-371 (2003).
  25. A.Seilmeier, S.Hanna, V.A.Shalygin, D.A.Firsov, L.E.Vorobjev, V.M.Ustinov, A.E.Zhukov. Intersubband spectroscopy in quantum well structures at high nonequilibrium carrier densities. International Journal of Nanoscience, v.2, No. 6, pp.445-451 (2003).
  26. V.A.Shalygin, L.E.Vorobjev, V.Yu.Panevin, D.A.Firsov, S.Hanna, H.Knieling, A.Seilmeier, E.M.Araktcheeva, N.V.Kryzhanovskaya, A.G.Gladyshev, A.E.Zhukov, and V.M.Ustinov. Excited state photoluminescence in stepped InGaAs/AlGaAs quantum wells under picosecond excitation. International Journal of Nanoscience, v.2, No. 6, pp.427-435 (2003).

  1. В.Э.Гасумянц, С.Н.Лыков, Д.А.Пшенай-Северин, Д.А.Фирсов. Размерное квантование. Часть 2. Оптические и кинетические свойства полупроводниковых наноструктур. С.-Петербург, изд-во Политехнического университета, 2010 г. Учебное пособие. 242 стр.
  2. В.Э.Гасумянц, С.Н.Лыков, Д.А.Пшенай-Северин, С.А.Рыков, Д.А.Фирсов. Размерное квантование. Часть 1. Энергетический спектр наноструктур. С.-Петербург, изд-во Политехнического университета, 2008 г. Учебное пособие под ред. С.Н.Лыкова. 258 стр.
  3. В.Э.Гасумянц, Д.А.Фирсов. Электроны и фононы в квантоворазмерных системах. С.-Петербург, изд-во Политехнического университета, 2008 г. Учебное пособие. 96 стр.
  4. Воробьёв Л.Е., Ивченко Е.Л., Фирсов Д.А., Шалыгин В.А. Оптические свойства наноструктур (Под ред. Е.Л.Ивченко и Л.Е.Воробьева). С.-Петербург, Изд-во Наука, 2001. 188 с.
  5. Воробьев Л.Е., Данилов С.Н., Ивченко Е.Л., Левинштейн М.Е., Фирсов Д.А., Шалыгин В.А. Кинетические и оптические явления в сильных электрических полях в полупроводниках и наноструктурах. Учебное пособие/ Под редакцией Л.Е.Воробьева. СПб.: "Наука", 2000. 160 стр.

 

Профиль в базах цитирований научных статей

Elibrary

Scopus

Участие в конференциях

 

 

  • 16th International Conference on Electron Dynamics in Semiconductors, Optoelectronics and Nanostructures (Montpellier 2009)
  • 18th – 21th International Symposium ”Nanostructures: Physics and Technology” (St. Petersburg 2010, 2013, Ekaterinburg 2011, Nizhny Novgorod 2012)
  • 31st International Conference on the Physics of Semiconductors (Zurich, Switzerland 2012).
  • XII, XIV – XVIIIМеждународные симпозиумы "Нанофизика и наноэлектроника" (Нижний Новгород 2008, 2010 – 2014).

Контакты

 

195251, Санкт-Петербург, Политехническая 29,
 2-й учебный корпус, помещение 210.
Телефон: (812) 552-9671
Факс: (812) 552-9516
 e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Дополнительная информация