Τα υλικά με βάση το νιτρίδιο του γαλλίου (GaN) είναι γνωστά ως ημιαγωγοί τρίτης γενιάς, των οποίων το φασματικό εύρος καλύπτει όλες τις ζώνες μήκους κύματος κοντά στο υπέρυθρο, ορατό και υπεριώδες και έχουν σημαντικές εφαρμογές στον τομέα της οπτοηλεκτρονικής. Τα υπεριώδη λέιζερ με βάση το GaN έχουν σημαντικές προοπτικές εφαρμογής στους τομείς της υπεριώδους λιθογραφίας, της υπεριώδους σκλήρυνσης, της ανίχνευσης ιών και της υπεριώδους επικοινωνίας λόγω των χαρακτηριστικών των μικρών μηκών κύματος, των υψηλών ενεργειών φωτονίων και της ισχυρής σκέδασης. Ωστόσο, επειδή τα λέιζερ υπεριώδους ακτινοβολίας βασισμένα σε GaN παρασκευάζονται με βάση την τεχνολογία ετερογενούς επιταξιακού υλικού μεγάλης αναντιστοιχίας, τα ελαττώματα υλικού, το ντόπινγκ είναι δύσκολο, η χαμηλή απόδοση φωταύγειας κβαντικών φρεατίων, η απώλεια συσκευής, είναι τα διεθνή λέιζερ ημιαγωγών στον τομέα της έρευνας της δυσκολίας , από την εγχώρια και ξένη μεγάλη προσοχή.
Ινστιτούτο Ερευνών Ημιαγωγών της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, ερευνητής Zhao Degang, συνεργάτης ερευνητής Yang Jing μακροπρόθεσμη εστίαση στην έρευνα οπτοηλεκτρονικών υλικών και συσκευών με βάση το GaN. Το 2016 ανέπτυξε λέιζερ UV με βάση το GaN [J. Ημίχρονο. 38, 051001 (2017)], 2022 για την πραγματοποίηση της ηλεκτρικής έγχυσης διέγερσης του λέιζερ UV AlGaN (357,9 nm) [J. Ημίχρονο. 43, 1 (J. Semicond. 43, 1 (2017)]. Semicond. 43, 1 (2022)], και το ίδιο έτος, ένα λέιζερ UV υψηλής ισχύος με συνεχή ισχύ εξόδου 3,8 W σε θερμοκρασία δωματίου ήταν πραγματοποιήθηκε [Opt. Laser Technol. 156, 108574 (2022)]. Πρόσφατα, η ομάδα μας σημείωσε σημαντική πρόοδο στα λέιζερ UV υψηλής ισχύος που βασίζονται σε GaN και διαπίστωσε ότι τα χαμηλά χαρακτηριστικά θερμοκρασίας των λέιζερ UV σχετίζονται κυρίως με τον αδύναμο περιορισμό των φορέων σε κβαντικά φρεάτια υπεριώδους ακτινοβολίας και τα χαρακτηριστικά θερμοκρασίας των λέιζερ υψηλής ισχύος UV έχουν βελτιωθεί σημαντικά με την εισαγωγή μιας νέας δομής κβαντικών φραγμών AlGaN και άλλων τεχνικών και η συνεχής ισχύς εξόδου των λέιζερ UV σε θερμοκρασία δωματίου έχει αυξηθεί περαιτέρω αυξήθηκε στα 4,6 W και το μήκος κύματος διέγερσης έχει αυξηθεί στα 386,8 nm. Το σχήμα 1 δείχνει το φάσμα διέγερσης του λέιζερ UV υψηλής ισχύος και το σχήμα 2 δείχνει την καμπύλη οπτικής ισχύος-ρεύματος-τάσης (PIV) του λέιζερ UV. Η ανακάλυψη του λέιζερ υπεριώδους υπεριώδους υψηλής ισχύος με βάση το GaN θα προωθήσει τον εντοπισμό της συσκευής και θα υποστηρίξει την εγχώρια βιομηχανία λέιζερ υπεριώδους λιθογραφίας και υπεριώδους (UV). Η ανακάλυψη του λέιζερ υπεριώδους ακτινοβολίας υψηλής ισχύος με βάση το GaN θα προωθήσει τον εντοπισμό της συσκευής και θα υποστηρίξει την ανεξάρτητη ανάπτυξη της εγχώριας λιθογραφίας UV, της σκλήρυνσης με υπεριώδη ακτινοβολία, της επικοινωνίας με υπεριώδη ακτινοβολία και άλλων τομέων.
Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν ως "Βελτίωση των χαρακτηριστικών θερμοκρασίας των διόδων υπεριώδους λέιζερ με βάση το GaN με χρήση κβαντικών πηγαδιών InGaN/AlGaN" στον ΟΑΣΕ. Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο Optics Letters με τίτλο "Βελτίωση των χαρακτηριστικών θερμοκρασίας των διόδων υπεριώδους λέιζερ με βάση GaN με χρήση κβαντικών φρεατίων InGaN/AlGaN" [Optics Letters 49, 1305 (2024) https://doi.org/10.1364/OL .515502 ］. Ο Δρ. Jing Yang είναι ο πρώτος συγγραφέας και ο Dr. Degang Zhao είναι ο αντίστοιχος συγγραφέας της εργασίας. Αυτή η εργασία υποστηρίχθηκε από πολλά έργα, συμπεριλαμβανομένου του Εθνικού Βασικού Προγράμματος Έρευνας και Ανάπτυξης της Κίνας, του Εθνικού Ιδρύματος Φυσικών Επιστημών της Κίνας και του Στρατηγικού Πιλοτικού Ειδικού Έργου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών.
Εικ. 1 Φάσμα διέγερσης υπεριώδους λέιζερ υψηλής ισχύος
Εικ. 2 Καμπύλη οπτικής ισχύος-ρεύματος-τάσης (PIV) του λέιζερ UV
