Galliumnitriidil (GaN) põhinevaid materjale tuntakse kolmanda põlvkonna pooljuhtidena, mille spektrivahemik hõlmab lähi-infrapuna, nähtava ja ultraviolettkiirguse kogu lainepikkuse riba ning millel on olulised rakendused optoelektroonika valdkonnas. GaN-põhised ultraviolettlaserid on olulised kasutusväljavaated ultraviolettlitograafia, ultraviolettkiirguse kõvenemise, viiruste tuvastamise ja ultraviolettkiirguse kommunikatsiooni valdkonnas tänu lühikeste lainepikkuste, suurte footonite energiate, tugeva hajumise jne omadustele. GaN-põhiseid UV-lasereid kasutatakse laialdaselt ka ultraviolett-litograafia, UV-kõvastumine ja UV-kommunikatsioon. Kuna aga GaN-põhised UV-laserid on valmistatud suure ebakõla heterogeense epitaksiaalse materjali tehnoloogia põhjal, on materjali defektid, dopingu kasutamine keeruline, kvantkaevu luminestsentsi tõhusus on madal, seadme kadu on rahvusvahelised pooljuhtlaserid raskuste uurimise valdkonnas. , mida sise- ja välismaised suurt tähelepanu.
Hiina Teaduste Akadeemia pooljuhtide uurimisinstituut, Zhao Degangi teadur, Yang Jingi kaasuurija, kes keskendub pikaajaliselt GaN-põhiste optoelektrooniliste materjalide ja seadmete uurimisele. 2016. aastal töötas välja GaN-põhise UV-laseri [J. Poolsekund. 38, 051001 (2017)], 2022, et realiseerida AlGaN UV-laseri (357,9 nm) ergastamiseks elektriline süstimine [J. Poolsekund. 43, 1 (J. Semicond. 43, 1 (2017)]. Semicond. 43, 1 (2022)] ja samal aastal valmistati suure võimsusega UV-laser pideva väljundvõimsusega 3,8 W toatemperatuuril. realiseeritud [Opt. Laser Technol. 156, 108574 (2022)]. Meie meeskond on viimasel ajal GaN-põhiste suure võimsusega UV-laserite vallas teinud olulisi edusamme ja leidnud, et UV-laserite halvad temperatuuriomadused on peamiselt seotud nõrga isolatsiooniga kandjate hulk UV-kvantkaevudes ning suure võimsusega UV-laserite temperatuuriomadused on AlGaN-i kvantbarjääride ja muude tehnikate uue struktuuri kasutuselevõtuga oluliselt paranenud ning UV-laserite pidev väljundvõimsus toatemperatuuril on veelgi paranenud. suurendati 4,6 W-ni ja ergastuse lainepikkust suurendati 386,8 nm-ni.Joonis 1 kujutab suure võimsusega UV-laseri ergastusspektrit ja joonisel 2 UV-laseri optilise võimsuse-voolu-pinge (PIV) kõverat. GaN-põhise suure võimsusega UV-laseri läbimurre soodustab seadme lokaliseerimist ja toetab kodumaist UV-litograafiat, ultraviolett- (UV) laseritööstust. GaN-põhise suure võimsusega UV-laseri läbimurre soodustab seadme lokaliseerimise protsessi ja toetab kodumaise UV-litograafia, UV-kõvastumise, UV-kommunikatsiooni ja muude valdkondade iseseisvat arendamist.
Tulemused avaldati OECDs dokumendis "GaN-põhiste ultraviolettlaserdioodide temperatuuriomaduste parandamine InGaN / AlGaN kvantkaevu abil". Tulemused avaldati ajakirjas Optics Letters pealkirja all "GaN-põhiste ultraviolettlaserdioodide temperatuuriomaduste parandamine InGaN / AlGaN kvantkaevude abil". Kaasteadur Jing Yang oli töö esimene autor ja uurija Degang Zhao oli vastav autor. Seda tööd toetasid mitmed projektid, sealhulgas Hiina riiklik võtmeuuringute ja arendusprogramm, Hiina riiklik loodusteaduste sihtasutus ja Hiina Teaduste Akadeemia strateegiline pilootteaduse ja tehnoloogia eriprojekt.
Joonis 1 Suure võimsusega UV-laseri ergastusspekter
Joonis 2 UV-laseri optiline võimsus-vool-pinge (PIV) kõver
