Materiały na bazie azotku galu (GaN) są znane jako półprzewodniki trzeciej generacji, których zakres widmowy obejmuje całe pasma fal bliskiej podczerwieni, światła widzialnego i ultrafioletu i mają ważne zastosowania w dziedzinie optoelektroniki. Lasery ultrafioletowe na bazie GaN mają ważne perspektywy zastosowań w dziedzinie litografii ultrafioletowej, utwardzania ultrafioletem, wykrywania wirusów i komunikacji w ultrafiolecie ze względu na charakterystykę krótkich długości fal, wysokich energii fotonów i silnego rozpraszania. Jednakże, ponieważ lasery UV na bazie GaN są przygotowywane w oparciu o technologię heterogenicznych materiałów epitaksjalnych o dużych niedopasowaniach, defekty materiału, domieszkowanie są trudne, niska wydajność luminescencji studni kwantowej, straty urządzenia, są międzynarodowymi laserami półprzewodnikowymi w dziedzinie badań trudności , przez krajową i zagraniczną wielką uwagę.
Instytut Badań nad Półprzewodnikami Chińskiej Akademii Nauk, badacz Zhao Degang, pracownik naukowy Yang Jing, od dawna skupiający się na badaniach materiałów i urządzeń optoelektronicznych na bazie GaN. 2016 opracował laser UV na bazie GaN [J. Półprzewodnik. 38, 051001 (2017)], 2022 w celu realizacji elektrycznego wtrysku wzbudzenia lasera AlGaN UV (357,9 nm) [J. Półprzewodnik. 43, 1 (J. Semicond. 43, 1 (2017)]. Semicond. 43, 1 (2022)], a w tym samym roku wykonano laser UV dużej mocy o ciągłej mocy wyjściowej 3,8 W w temperaturze pokojowej zrealizowane [Opt. Laser Technol. 156, 108574 (2022)] Ostatnio nasz zespół poczynił istotne postępy w zakresie laserów UV dużej mocy na bazie GaN i odkrył, że zła charakterystyka temperaturowa laserów UV jest głównie związana ze słabym uwięzieniem nośników w studniach kwantowych UV, a charakterystyki temperaturowe laserów UV dużej mocy zostały znacznie poprawione poprzez wprowadzenie nowej struktury barier kwantowych AlGaN i innych technik, a ciągła moc wyjściowa laserów UV w temperaturze pokojowej została dodatkowo podwyższona wzrosła do 4,6 W, a długość fali wzbudzenia zwiększono do 386,8 nm. Rysunek 1 przedstawia widmo wzbudzenia lasera UV o dużej mocy, a rysunek 2 przedstawia krzywą mocy optycznej-prądu-napięcia (PIV) lasera UV. przełom w zakresie lasera UV o dużej mocy na bazie GaN będzie sprzyjać lokalizacji urządzenia i wspierać krajowy przemysł litografii UV i laserów ultrafioletowych (UV). Przełom w zakresie lasera UV o dużej mocy na bazie GaN będzie sprzyjać lokalizacji urządzenia i wspierać niezależny rozwój krajowej litografii UV, utwardzania UV, komunikacji UV i innych dziedzin.
Wyniki opublikowano w OBWE w artykule „Poprawa charakterystyki temperaturowej ultrafioletowych diod laserowych na bazie GaN za pomocą studni kwantowych InGaN/AlGaN”. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Optics Letters pod tytułem „Poprawa charakterystyki temperaturowej ultrafioletowych diod laserowych na bazie GaN za pomocą studni kwantowych InGaN/AlGaN” [Optics Letters 49, 1305 (2024) https://doi.org/10.1364/OL .515502］. Dr Jing Yang jest pierwszym autorem, a dr Degang Zhao jest autorem korespondencyjnym artykułu. Prace te wsparto kilkoma projektami, w tym Chińskim Narodowym Programem Kluczowych Badań i Rozwoju, Chińską Narodową Fundacją Nauk Przyrodniczych oraz Strategicznym Pilotażowym Specjalnym Projektem Naukowo-Technologicznym Chińskiej Akademii Nauk.
Rys. 1 Widmo wzbudzenia lasera UV dużej mocy
Ryc. 2 Krzywa optyczna moc-prąd-napięcie (PIV) lasera UV
