最新研究結(jié)果顯示，m晶面氮化鎵材料制作的
半導體激光器有潛力克服現(xiàn)有藍光二極管技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)。
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U;Z 自1996年藍紫波段的氮化鎵半導體
激光器首次成功運轉(zhuǎn)以來，十年間，人們已經(jīng)在該領(lǐng)域取得了相當顯著的成績。外延生長技術(shù)的進步、低缺陷襯底材料和成熟的器件設計，已經(jīng)使具有商業(yè)化價值的高性能
激光器成為現(xiàn)實。這些產(chǎn)品已作為關(guān)鍵部件應用于下一代DVD播放系統(tǒng)中，比如藍光光盤和HD-DVD。此外，這些
激光器也非常適合用于投影顯示、高精度印刷和
光學傳感等領(lǐng)域。
id:6O+\ cI/Puh^3 然而，傳統(tǒng)的氮化鎵
激光器雖然取得了巨大成功，卻受困于材料固有的限制，也就是外加電場的極化特性制約了激光器的光學效率。為了解決這一基礎(chǔ)性問題，加州大學圣巴巴拉分校的研究小組一直在探索采用無極性晶面制作氮化鎵激光二極管，從而避免極化電場的影響。無極性氮化鎵激光二極管作為一種備選結(jié)構(gòu)已得到迅速改進，它正像人們所期望的那樣，正在替代基于極性c面的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
}*>xSb1 oH>G3n|U^ 傳統(tǒng)的氮化鎵激光二極管制作在纖鋅礦晶格的c平面上，因此存在異質(zhì)結(jié)構(gòu)自發(fā)的壓電極化效應。[1] 這些極化效應產(chǎn)生干擾InGaN量子阱的電場，使阱區(qū)能帶變?yōu)槿切�，電子和空穴的波函�?shù)在空間上發(fā)生分離，導致輻射復合效率降低。對于電注入激光二極管而言，外部注入的載流子必須經(jīng)過這些電場區(qū)域，并且在獲得有效增益前先要填平傾斜的能帶。這個過程相當于使激光器的閾值電流密度增大。
X*QQVj t[=teB v< 而且，c面結(jié)構(gòu)通常要求采用小于4nm厚的薄層量子阱，以緩解與極化相關(guān)的效應，因為量子阱厚度較大時極化干擾非常強。這一要求給c面氮化鎵激光器帶來了
光學設計上的難題。困難之一就是需要引入較厚的含鋁的波導覆蓋層，比如AlGaN/GaN超晶格，用于實現(xiàn)所需的橫向光場限制。然而，較厚的含鋁層通常加工起來很困難，會出現(xiàn)破裂、工作電壓更高、良品率更低、電抗穩(wěn)定性變差等問題。
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