Galyum nitrür (GaN) bazlı malzemeler, spektral aralığı yakın kızılötesi, görünür ve ultraviyole dalga boyu bandının tamamını kapsayan ve optoelektronik alanında önemli uygulamalara sahip olan üçüncü nesil yarı iletkenler olarak bilinir. GaN bazlı ultraviyole lazerler, Kısa dalga boyları, büyük foton enerjileri, güçlü saçılma vb. özellikleri nedeniyle ultraviyole litografi, ultraviyole kürleme, virüs tespiti ve ultraviyole iletişim alanlarında önemli uygulama olanakları. GaN bazlı UV lazerler ayrıca aşağıdaki alanlarda da yaygın olarak kullanılmaktadır: ultraviyole litografi, UV kürleme ve UV iletişimi. Bununla birlikte, GaN tabanlı UV lazerler büyük uyumsuzluk heterojen epitaksiyel malzeme teknolojisine dayalı olarak hazırlandığından, malzeme kusurları, katkılamanın zor olması, düşük kuantum kuyusu lüminesans verimliliği, cihaz kaybı, araştırma alanındaki uluslararası yarı iletken lazerlerin zorluğudur. , yerli ve yabancı tarafından büyük ilgi görüyor.
Çin Bilimler Akademisi Yarı İletken Araştırma Enstitüsü, araştırmacı Zhao Degang, Yang Jing yardımcı araştırmacı, GaN tabanlı optoelektronik malzeme ve cihaz araştırmalarına uzun vadeli odaklanıyor. 2016, GaN tabanlı UV lazeri geliştirdi [J. Yarı iletken. 38, 051001 (2017)], 2022, AlGaN UV lazerin (357,9 nm) uyarılmasının elektrik enjeksiyonunu gerçekleştirmek için [J. Yarı iletken. 43, 1 (J. Semicond. 43, 1 (2017)]. Semicond. 43, 1 (2022)] ve aynı yıl, oda sıcaklığında 3,8 W sürekli çıkış gücüne sahip yüksek güçlü bir UV lazer geliştirildi. gerçekleşti [Opt. Laser Technol. 156, 108574 (2022)] Son zamanlarda ekibimiz GaN tabanlı yüksek güçlü UV lazerlerde önemli ilerleme kaydetti ve UV lazerlerin zayıf sıcaklık özelliklerinin temel olarak zayıf hapsetmeyle ilişkili olduğunu buldu. UV kuantum kuyularındaki taşıyıcıların sayısı ve yüksek güçlü UV lazerlerin sıcaklık özellikleri, AlGaN kuantum bariyerlerinin yeni yapısının ve diğer tekniklerin eklenmesiyle önemli ölçüde iyileştirildi ve UV lazerlerin oda sıcaklığında sürekli çıkış gücü daha da artırıldı. 4,6 W'a yükseltildi ve uyarma dalga boyu 386,8 nm'ye çıkarıldı Şekil 1, yüksek güçlü UV lazerin uyarılma spektrumunu gösterir ve Şekil 2, UV lazerin optik güç-akım-voltaj (PIV) eğrisini gösterir. GaN tabanlı yüksek güçlü UV lazerin atılımı, cihazın yerelleştirilmesini teşvik edecek ve yerli UV litografi, ultraviyole (UV) lazer endüstrisini destekleyecektir. GaN tabanlı yüksek güçlü UV lazerin atılımı, cihazın yerelleştirme sürecini teşvik edecek ve yerel UV litografi, UV kürleme, UV iletişimi ve diğer alanların bağımsız gelişimini destekleyecektir.
Sonuçlar OECD'de "InGaN/AlGaN kuantum kuyuları kullanılarak GaN bazlı ultraviyole lazer diyotların sıcaklık özelliklerinin iyileştirilmesi" başlığıyla yayınlandı. Sonuçlar, Optics Letters dergisinde "InGaN/AlGaN kuantum kuyuları kullanılarak GaN bazlı ultraviyole lazer diyotların sıcaklık özelliklerinin iyileştirilmesi" başlığı altında yayınlandı. Yardımcı araştırmacı Jing Yang makalenin ilk yazarıydı ve araştırmacı Degang Zhao da ilgili yazardı. Bu çalışma, Çin Ulusal Anahtar Araştırma ve Geliştirme Programı, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı ve Çin Bilimler Akademisi Stratejik Pilot Bilim ve Teknoloji Özel Projesi dahil olmak üzere çeşitli projeler tarafından desteklenmiştir.
Şekil 1 Yüksek güçlü UV lazerin uyarılma spektrumu
Şekil 2 UV lazerin optik güç-akım-gerilim (PIV) eğrisi
