질화갈륨(GaN) 기반 물질은 스펙트럼 범위가 근적외선, 가시광선 및 자외선 파장 대역 전체를 포괄하는 3세대 반도체로 알려져 있으며 광전자공학 분야에서 중요한 응용 분야를 가지고 있습니다. GaN 기반 자외선 레이저는 중요한 단파장, 높은 광자 에너지, 강한 산란의 특성으로 인해 자외선 리소그래피, 자외선 경화, 바이러스 검출, 자외선 통신 분야에 응용 전망이 높습니다. 그러나 GaN 기반의 UV 레이저는 큰 불일치 이종 에피택셜 물질 기술을 기반으로 제조되기 때문에 재료 결함, 도핑이 어렵고, 양자우물 발광 효율이 낮고, 소자 손실 등이 난점으로 국제 반도체 레이저 연구 분야에서 어려움을 겪고 있다. , 국내외 많은 관심을 받고 있습니다.
중국과학원 반도체 연구소, Zhao Degang 연구원, Yang Jing 부연구원은 GaN 기반 광전자 재료 및 장치 연구에 장기적으로 중점을 두고 있습니다. 2016년 GaN 기반 UV 레이저 개발 [J. 반도체. 38, 051001 (2017)], 2022, AlGaN UV 레이저(357.9 nm)의 여기 전기 주입을 실현 [J. 반도체. 43, 1 (J. Semicond. 43, 1 (2017)]. Semicond. 43, 1 (2022)], 같은 해 상온에서 연속 출력 3.8 W의 고출력 UV 레이저를 개발하였다. [Opt. Laser Technol. 156, 108574(2022)]을 실현하였으며, 최근 우리 팀은 GaN 기반의 고출력 UV 레이저 분야에서 중요한 진전을 이루었으며, UV 레이저의 열악한 온도 특성이 주로 약한 감금과 관련이 있음을 발견했습니다. 새로운 구조의 AlGaN 양자장벽 및 기타 기술 도입으로 고출력 UV 레이저의 온도 특성이 대폭 개선되었으며, 상온에서 UV 레이저의 연속 출력이 더욱 향상되었습니다. 그림 1은 고출력 UV 레이저의 여기 스펙트럼을 나타내고, 그림 2는 UV 레이저의 광전력-전류-전압(PIV) 곡선을 보여줍니다. GaN 기반 고출력 UV 레이저의 돌파구는 소자의 국산화를 촉진하고 국내 UV 리소그래피, 자외선(UV) 레이저 산업을 뒷받침할 것입니다. GaN 기반 고출력 UV 레이저의 획기적인 발전은 소자의 국산화를 촉진하고 국내 UV 리소그래피, UV 경화, UV 통신 등 분야의 독자적인 개발을 지원하게 될 것입니다.
이번 연구 결과는 OSCE에 'InGaN/AlGaN 양자우물을 이용한 GaN 기반 자외선 레이저 다이오드의 온도 특성 개선'이라는 제목으로 게재됐다. 해당 결과는 Optics Letters에 'InGaN/AlGaN 양자우물을 이용한 GaN 기반 자외선 레이저 다이오드의 온도 특성 개선'이라는 제목으로 게재됐다. [Optics Letters 49, 1305 (2024) https://doi.org/10.1364/OL .515502 ]. Jing Yang 박사가 제1저자이고 Degang Zhao 박사가 논문의 교신저자입니다. 이 작업은 중국 국가 핵심 연구 개발 프로그램, 중국 국립자연과학재단, 중국과학원의 전략적 파일럿 과학기술 특별 프로젝트를 포함한 여러 프로젝트의 지원을 받았습니다.
그림 1 고출력 UV 레이저의 여기 스펙트럼
그림 2 UV 레이저의 광전력-전류-전압(PIV) 곡선
