I materiali a base di nitruro di gallio (GaN) sono noti come semiconduttori di terza generazione, la cui gamma spettrale copre l'intera banda di lunghezze d'onda del vicino infrarosso, del visibile e dell'ultravioletto e hanno importanti applicazioni nel campo dell'optoelettronica. I laser ultravioletti basati su GaN hanno importanti prospettive di applicazione nei campi della litografia ultravioletta, della polimerizzazione ultravioletta, del rilevamento di virus e della comunicazione ultravioletta a causa delle caratteristiche di lunghezze d'onda corte, grandi energie fotoniche, forte diffusione, ecc. I laser UV basati su GaN sono anche ampiamente utilizzati nei campi di litografia ultravioletta, polimerizzazione UV e comunicazione UV. Tuttavia, poiché i laser UV basati su GaN sono preparati sulla base di una tecnologia dei materiali epitassiali eterogenei con grandi discrepanze, i difetti del materiale, il drogaggio sono difficili, la bassa efficienza di luminescenza del pozzo quantico, la perdita del dispositivo, sono i laser a semiconduttore internazionali nel campo della ricerca della difficoltà , dalla grande attenzione nazionale ed estera.
Istituto di ricerca sui semiconduttori dell'Accademia cinese delle scienze, ricercatore Zhao Degang, ricercatore associato Yang Jing, focus a lungo termine sulla ricerca su materiali e dispositivi optoelettronici basati su GaN. Nel 2016 è stato sviluppato un laser UV basato su GaN [J. Semisecondo. 38, 051001 (2017)], 2022 per realizzare l'iniezione elettrica di eccitazione del laser UV AlGaN (357,9 nm) [J. Semisecondo. 43, 1 (J. Semicond. 43, 1 (2017)]. Semicond. 43, 1 (2022)], e nello stesso anno è stato utilizzato un laser UV ad alta potenza con una potenza di uscita continua di 3,8 W a temperatura ambiente realizzato [Opt. Laser Technol. 156, 108574 (2022)]. Recentemente, il nostro team ha compiuto importanti progressi nei laser UV ad alta potenza basati su GaN e ha scoperto che le scarse caratteristiche di temperatura dei laser UV sono principalmente legate al debole confinamento dei portatori nei pozzi quantici UV, e le caratteristiche di temperatura dei laser UV ad alta potenza sono state significativamente migliorate dall'introduzione di una nuova struttura di barriere quantistiche AlGaN e altre tecniche, e la potenza di uscita continua dei laser UV a temperatura ambiente è stata ulteriormente aumentato a 4,6 W e la lunghezza d'onda di eccitazione è stata aumentata a 386,8 nm. La Figura 1 mostra lo spettro di eccitazione del laser UV ad alta potenza e la Figura 2 mostra la curva ottica potenza-corrente-tensione (PIV) del laser UV. la svolta del laser UV ad alta potenza basato su GaN promuoverà la localizzazione del dispositivo e sosterrà la litografia UV domestica e l'industria dei laser ultravioletti (UV). La svolta del laser UV ad alta potenza basato su GaN promuoverà il processo di localizzazione del dispositivo e sosterrà lo sviluppo indipendente della litografia UV domestica, della polimerizzazione UV, della comunicazione UV e di altri campi.
I risultati sono stati pubblicati come "Miglioramento delle caratteristiche di temperatura dei diodi laser ultravioletti basati su GaN utilizzando pozzi quantici InGaN/AlGaN" nell'OCSE. I risultati sono stati pubblicati su Optics Letters con il titolo "Miglioramento delle caratteristiche di temperatura dei diodi laser ultravioletti basati su GaN utilizzando pozzi quantici InGaN/AlGaN". Il ricercatore associato Jing Yang è stato il primo autore dell'articolo e il ricercatore Degang Zhao è stato l'autore corrispondente. Questo lavoro è stato sostenuto da diversi progetti, tra cui il Programma nazionale chiave di ricerca e sviluppo della Cina, la Fondazione nazionale cinese per le scienze naturali e il Progetto speciale pilota strategico di scienza e tecnologia dell’Accademia cinese delle scienze.
Figura 1 Spettro di eccitazione del laser UV ad alta potenza
Fig. 2 Curva ottica potenza-corrente-tensione (PIV) del laser UV
