Galliumnitrid (GaN)--basierte Materialien sind als Halbleiter der dritten Generation bekannt, deren Spektralbereich die gesamte Wellenlänge des nahen Infrarots, des sichtbaren und ultravioletten Bereichs abdeckt und wichtige Anwendungen im Bereich der Optoelektronik haben.GaN-basiert Ultraviolett-Laser haben aufgrund ihrer kurzen Wellenlänge, hohen Photonenenergie, starken Streuung und anderer Eigenschaften wichtige Anwendungsaussichten in den Bereichen Ultraviolett-Lithographie, Ultraviolett-Härtung, Virenerkennung und Ultraviolett-Kommunikation. Da GaN-basierte UV-Laser jedoch auf der Grundlage der heterogenen epitaktischen Materialtechnologie mit großer Fehlanpassung hergestellt werden, gibt es viele Materialfehler, die Dotierung ist schwierig, die Quantentopf-Lumineszenzeffizienz ist gering und der Geräteverlust ist groß, was dem internationalen Halbleiter entspricht Laser auf dem Gebiet der Erforschung der Schwierigkeit und hat im In- und Ausland große Beachtung gefunden.
Zhao Degang, Forscher und Yang Jing, assoziierter Forscher des Instituts für Halbleiterforschung,Chinesische Akademie der Wissenschaft(CAS) konzentrieren sich seit langem auf GaN-basierte optoelektronische Materialien und Geräte und haben 2016 GaN-basierte UV-Laser entwickelt [J. Halbleiter. 38, 051001 (2017)] und realisierte 2022 die elektrisch injizierten angeregten AlGaN-UV-Laser (357,9 nm) [J. Halbleiter. 43, 1 (2022)]. Halbleiter. 43, 1 (2022)] und im selben Jahr wurde ein Hochleistungs-UV-Laser mit einer Dauerausgangsleistung von 3,8 W bei Raumtemperatur realisiert [Opt. Lasertechnologie 156, 108574 (2022)]. Vor kurzem hat unser Team wichtige Fortschritte bei GaN-basierten Hochleistungs-UV-Lasern erzielt und herausgefunden, dass die schlechten Temperatureigenschaften von UV-Lasern hauptsächlich mit der schwachen Eingrenzung von Ladungsträgern in UV-Quantentöpfen und den Temperatureigenschaften von Hochleistungs-UV-Lasern zusammenhängen UV-Laser wurden durch die Einführung einer neuen Struktur von AlGaN-Quantenbarrieren und anderen Techniken erheblich verbessert, und die kontinuierliche Ausgangsleistung von UV-Lasern bei Raumtemperatur wurde weiter auf 4,6 W bei einer Anregungswellenlänge von 386,8 nm erhöht. Abbildung 1 zeigt das Anregungsspektrum des Hochleistungs-UV-Lasers und Abbildung 2 zeigt die optische Leistungs-Strom-Spannungs-Kurve (PIV) des UV-Lasers. Der Durchbruch des GaN-basierten Hochleistungs-UV-Lasers wird die Lokalisierung des Geräts fördern und die heimische UV-Lithographie, Ultraviolett (UV)-Lithographie, UV-Laser usw. unterstützenUV-Laserindustriesowie die Entwicklung neuer Technologien wie der neuen Struktur von Quantenbarrieren. Inländische UV-Lithographie, UV-Härtung, UV-Kommunikation und andere Bereiche der unabhängigen Entwicklung.
Die Ergebnisse wurden in Optics Letters als „Verbesserung der Temperatureigenschaften von GaN-basierten Ultraviolett-Laserdioden durch Verwendung von InGaN/AlGaN-Quantum-Wells“ veröffentlicht [Optics Letters 49 1305 (2024) https://doi.org/10.1364/OL. 5155]. Die Ergebnisse wurden in Optics Letters unter dem Titel „Verbesserung der Temperatureigenschaften von GaN-basierten Ultraviolett-Laserdioden durch Verwendung von InGaN/AlGaN-Quantum-Wells“ veröffentlicht [Optics Letters 49, 1305 (2024) https://doi.org/10.1364/OL .515502 ］. Dr. Jing Yang ist der Erstautor und Dr. Degang Zhao der korrespondierende Autor des Artikels. Diese Arbeit wurde von mehreren Projekten unterstützt, darunter dem National Key Research and Development Program of China, der National Natural Science Foundation of China und dem Strategic Pilot Science and Technology Special Project der Chinese Academy of Sciences.
