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、紫外の全波長帯域をカバーしており、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 ベースの紫外レーザーは、 GaNベースのUVレーザーは、短波長、大きな光子エネルギー、強い散乱などの特性により、紫外線リソグラフィー、紫外線硬化、ウイルス検出、紫外線通信の分野で重要な応用が期待されています。紫外線リソグラフィー、UV硬化、UV通信。 しかし、GaN系UVレーザーはミスマッチの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、ドーピングの難しさ、量子井戸発光効率の低さ、デバイス損失など、研究分野における国際的な半導体レーザーの難しさがある。 、国内外から大きな注目を集めています。
中国科学院半導体研究所、Zhao Degang 研究者、Yang Jing 准研究員は、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の研究に長期的に焦点を当てています。 2016 年に GaN ベースの UV レーザーを開発 [J. 半導体。 ３８、０５１００１（２０１７）］、２０２２年、ＡｌＧａＮ ＵＶレーザー（３５７．９ｎｍ）の励起の電気注入を実現する［Ｊ． 半導体。 43, 1 (J. Semicond. 43, 1 (2017)]. Semicond. 43, 1 (2022)]、そして同じ年に、室温で連続出力 3.8 W の高出力 UV レーザーが発表されました。 [Opt. Laser Technol. 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 レーザーの劣った温度特性が主に弱い閉じ込めに関係していることを発見しました。高出力紫外レーザーの温度特性は、新しい構造の AlGaN 量子障壁やその他の技術の導入により大幅に改善され、室温での紫外レーザーの連続出力がさらに向上しました。出力は 4.6 W に増加し、励起波長は 386.8 nm 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は、デバイスのローカライゼーションを促進し、国内の UV リソグラフィー、紫外線 (UV) レーザー産業をサポートします。 GaNベースの高出力UVレーザーの画期的な進歩は、デバイスの局所化プロセスを促進し、国内のUVリソグラフィー、UV硬化、UV通信およびその他の分野の自主開発をサポートします。
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 OECD に発表されました。 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。 准研究員のJing Yang氏が論文の筆頭著者で、研究者のDegang Zhao氏が責任著者となった。 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。
図1 高出力UVレーザーの励起スペクトル
図 2 UV レーザーの光出力 - 電流 - 電圧 (PIV) 曲線
