窒化ガリウム (GaN)-- ベースの材料は第三世代半導体として知られており、そのスペクトル範囲は近赤外、可視、紫外の全波長をカバーしており、オプトエレクトロニクスの分野で重要な用途を持っています。GaN ベース紫外線レーザーは、波長が短く、光子エネルギーが高く、散乱が強いなどの特徴があるため、紫外線リソグラフィー、紫外線硬化、ウイルス検出、紫外線通信などの分野で重要な応用が期待されています。 しかし、GaNベースのUVレーザーは、ミスマッチが大きい異種エピタキシャル材料技術に基づいて製造されているため、材料欠陥が多く、ドーピングが難しく、量子井戸発光効率が低く、デバイス損失が大きいという国際的な半導体の課題を抱えています。レーザーの難しさの研究分野では国内外で大きな注目を集めています。
半導体研究所のZhao Degang研究員とYang Jing准研究員、中国科学院(CAS) は長年にわたり GaN ベースのオプトエレクトロニクス材料およびデバイスに焦点を当てており、2016 年に GaN ベースの UV レーザーを開発しました [J. 半導体。 ３８、０５１００１（２０１７）］、２０２２年に電気注入励起ＡｌＧａＮＵＶレーザー（３５７．９ｎｍ）を実現した［Ｊ． 半導体。 43、1 (2022)]。 半導体。 43, 1 (2022)]、同年、室温で連続出力 3.8 W の高出力 UV レーザーが実現されました [Opt. 43, 1 (2022)]。 レーザー技術。 156、108574 (2022)]。 最近、私たちのチームはGaNベースの高出力UVレーザーで重要な進歩を遂げ、UVレーザーの温度特性の悪さは主にUV量子井戸内のキャリアの閉じ込めの弱さと高出力の温度特性に関係していることを発見しました。 UV レーザーは、AlGaN 量子障壁の新しい構造やその他の技術の導入によって大幅に改良されており、室温での UV レーザーの連続出力は 386.8 nm の励起波長で 4.6 W までさらに増加しました。 図 1 は高出力 UV レーザーの励起スペクトルを示し、図 2 は UV レーザーの光出力 - 電流 - 電圧 (PIV) 曲線を示します。 GaN ベースの高出力 UV レーザーの画期的な進歩により、デバイスのローカライゼーションが促進され、国内の UV リソグラフィー、紫外線 (UV) リソグラフィー、UV レーザー、およびUVレーザー産業、量子障壁の新しい構造などの新技術の開発も同様です。 国内のUVリソグラフィー、UVキュアリング、UV通信およびその他の独自開発分野。
この結果は、「InGaN/AlGaN 量子井戸を使用した GaN ベース紫外レーザー ダイオードの温度特性の改善」として Optics Letters に掲載されました [Optics Letters 49 1305 (2024) https://doi.org/10.1364/OL。 5155]。 この結果は、「InGaN/AlGaN 量子井戸を使用した GaN ベース紫外レーザー ダイオードの温度特性の改善」というタイトルで Optics Letters に掲載されました [Optics Letters 49, 1305 (2024) https://doi.org/10.1364/OL .515502 ］。 Jing Yang 博士がこの論文の筆頭著者であり、Degang Zhao 博士が責任著者です。 この研究は、中国国家重点研究開発プログラム、中国国家自然科学財団、中国科学院の戦略的パイロット科学技術特別プロジェクトなど、いくつかのプロジェクトによって支援されました。
