Os materiais à base de nitreto de gálio (GaN) são conhecidos como semicondutores de terceira geração, cuja faixa espectral cobre toda a faixa de comprimento de onda do infravermelho próximo, visível e ultravioleta, e têm aplicações importantes no campo da optoeletrônica. importantes perspectivas de aplicação nas áreas de litografia ultravioleta, cura ultravioleta, detecção de vírus e comunicação ultravioleta devido às características de comprimentos de onda curtos, grandes energias de fótons, forte espalhamento, etc. Os lasers UV baseados em GaN também são amplamente utilizados nas áreas de litografia ultravioleta, cura UV e comunicação UV. No entanto, como os lasers UV baseados em GaN são preparados com base em tecnologia de material epitaxial heterogêneo de grande incompatibilidade, os defeitos do material, dopagem é difícil, baixa eficiência de luminescência de poço quântico, perda de dispositivo, são os lasers semicondutores internacionais no campo da pesquisa da dificuldade , pela grande atenção nacional e estrangeira.
Instituto de Pesquisa de Semicondutores da Academia Chinesa de Ciências, pesquisador Zhao Degang, pesquisador associado Yang Jing, foco de longo prazo na pesquisa de materiais e dispositivos optoeletrônicos baseados em GaN. 2016 desenvolveu laser UV baseado em GaN [J. Semicond. 38, 051001 (2017)], 2022 para realizar a injeção elétrica de excitação do laser AlGaN UV (357,9 nm) [J. Semicond. 43, 1 (J. Semicond. 43, 1 (2017)]. Semicond. 43, 1 (2022)], e no mesmo ano, um laser UV de alta potência com potência de saída contínua de 3,8 W em temperatura ambiente foi realizado [Opt. Laser Technol. 156, 108574 (2022)]. Recentemente, nossa equipe fez progressos importantes em lasers UV de alta potência baseados em GaN e descobriu que as características de baixa temperatura dos lasers UV estão principalmente relacionadas ao fraco confinamento de portadores em poços quânticos UV, e as características de temperatura dos lasers UV de alta potência foram significativamente melhoradas pela introdução de uma nova estrutura de barreiras quânticas AlGaN e outras técnicas, e a potência de saída contínua dos lasers UV à temperatura ambiente foi ainda mais aumentou para 4,6 W e o comprimento de onda de excitação foi aumentado para 386,8 nm. A Figura 1 mostra o espectro de excitação do laser UV de alta potência e a Figura 2 mostra a curva óptica de potência-corrente-tensão (PIV) do laser UV. o avanço do laser UV de alta potência baseado em GaN promoverá a localização do dispositivo e apoiará a indústria doméstica de litografia UV e laser ultravioleta (UV). A inovação do laser UV de alta potência baseado em GaN promoverá o processo de localização do dispositivo e apoiará o desenvolvimento independente de litografia UV doméstica, cura UV, comunicação UV e outros campos.
Os resultados foram publicados como "Melhorando as características de temperatura dos diodos laser ultravioleta baseados em GaN usando poços quânticos InGaN/AlGaN" na OCDE. Os resultados foram publicados na Optics Letters sob o título "Melhorando as características de temperatura de diodos laser ultravioleta baseados em GaN usando poços quânticos InGaN/AlGaN". O pesquisador associado Jing Yang foi o primeiro autor do artigo, e o pesquisador Degang Zhao foi o autor correspondente. Este trabalho foi apoiado por vários projetos, incluindo o Programa Nacional Chave de Pesquisa e Desenvolvimento da China, a Fundação Nacional de Ciências Naturais da China e o Projeto Piloto Estratégico Especial de Ciência e Tecnologia da Academia Chinesa de Ciências.
Figura 1 Espectro de excitação do laser UV de alta potência
Fig. 2 Curva óptica de potência-corrente-tensão (PIV) do laser UV
