У најновијем издању СЦИЕНЦЕ ЦХИНА Материалс, тим Лиу Јианпинга [ГГ] #39 са Института за нанотехнологију и нано-бионику Суџоу, Кинеска академија наука, објавио је напредак истраживања зелених ласерских диода (ЛД) на бази ГаН.
У чланку се користе различите оптичке методе мерења за карактеризацију структуре и чипа зелене ЛД. (Информације о чланку: Тиан, А., Ху, Л., Ли, Кс. ет ал. У великој мери потиснута потенцијална нехомогеност и побољшање перформанси зелених ласерских диода ц-равне ИнГаН. Сци. Цхина Матер. (2021). хттпс:// дои.орг/10.1007/с40843-021-1804-к)
(А) Структура уређаја (б) Епитаксијална структура
(Ц) Шематски дијаграм дистрибуције светлости зелене ЛД окомито на пн спој
Резултати карактеризације показују да када је густина снаге побуде 7 В цм-2, ширина полувисине фотолуминисценције на 300 К износи 108 меВ, а када је густина струје 20 А цм-2, ширина полувисине електролуминисценције је 114 меВ. Ови Резултати истраживања показују да је уједначеност потенцијалне енергије значајно побољшана. Истовремено, вредност σ, која карактерише ширину дистрибуције локалног стања добијену из теста фотолуминисценције променљиве температуре, и Е0 вредност репног стања ексцитонског локалног појаса добијеног из теста фотолуминисценције са временски разрешеном, су веома мали, што даље указује да је униформност потенцијалне енергије веома висока. Добро. Због знатно побољшане уједначености потенцијалне енергије, постигнут је зелени ЛД чип са ефикасношћу нагиба од 0,8 В А-1 и излазном оптичком снагом од 1,7 В.
(А) ЕЛ спектар под различитим густинама струје (б) излазна снага зелене ЛД
Поред тога, тим Лиу Јианпинг је такође известио о резултатима истраживања ГаН плавих ласера на Четвртој академској конференцији о полупроводницима са широким појасом 8. новембра 2021. На основу претходног рада, коришћењем технологије флип чипа и структуре паковања ниске топлотне отпорности , оптичка излазна снага непрекидног радног плавог ласера је знатно повећана. Термички отпор пакета је 6,7 К/В, а континуирана радна излазна оптичка снага достиже 7,5 В.
Струјни оптички дијаграм снаге-напона плавог ласера који је развио тим Лиу Јианпинг [ГГ] #39 на Институту за нанотехнологију Сузхоу
Приметили смо да недавна истраживања о ласерима заснованим на ГаН настављају да се загревају, и да постоје континуирани извештаји о сродним развојима. У марту ове године, тим Канг Јунионга и Ли Јинцхаија са Универзитета Сјамен и Сан'ан Оптоелецтроницс постигао је револуционарне резултате у заједничком пројекту истраживања технологије. Дизајн и производња ИнГаН плавих ласера велике снаге ултра од 8 вати достигли су међународне стандарде. Резултати су објављени у часопису Оптицс анд Ласер Тецхнологи
У августу је тим истраживача Зхао Деганга из Државне кључне лабораторије за интегрисану оптоелектронику Института за полупроводнике Кинеске академије наука развио плави ласер велике снаге на бази галијум нитрида (ГаН) са континуираном излазном снагом до 6 В на собној температури. Резултати су објављени у часопису Јоурнал оф Семицондуцторс (информације о чланку: дои: 10.1088/1674-4926/42/11/112801).
Истраживачки бум потиче од брзог и сталног раста тржишта ГаН ласера, које је почело да се широко користи у многим областима као што су екрани, складиштење, војска, медицина, инструментација, забава, литографија и штампа. Међутим, ГаН ласере је тешко произвести и имају велике техничке баријере. Производе већ дуже време контролише неколико великих међународних компанија и познати су као драгуљ у круни. Техничке потешкоће углавном укључују: висококвалитетне материјале супстрата, висококвалитетне епитаксијалне структуре, висококвалитетне омске контакте и атомско кристално цепање.
Скала примене и класификација глобалног тржишта ласера
Узимајући за пример висококвалитетни материјал подлоге, захтева се да супстрат буде материјал са малом густином дефекта. У поређењу са другим ГаН уређајима, ласери засновани на ГаН имају најстроже захтеве за квалитет кристала, јер је густина струје ГаН ласера сто или чак хиљаду пута већа од обичних уређаја. Стога, ако постоје дефекти дислокација високе густине у материјалу, формираће се пут цурења, што доводи до брзог квара уређаја.
Конвенционална метода је епитаксија ласерске структуре на ГаН монокристалној подлози, а затим припрема полупроводничког ласера. Тренутно, Сумитомо Елецтриц, светски [ГГ] #39;највећи снабдевач ГаН монокристалног супстрата, такође је важан партнер компаније Ницхиа, и под строгим је ембаргом због његове важне војне употребе.
На срећу, последњих година, главни домаћи произвођачи супстрата које представљају Сузхоу Навитас и Донггуан Зхонггал постигли су брз напредак у развоју висококвалитетних монокристалних супстрата ГаН. Густина дислокације Навитас производа достигла је 104цм-2. , Достизање напредног нивоа [ГГ] #39; у основи решава дилему ГаН ласерских супстрата који су [ГГ] куот;заглављени [ГГ] куот; страним земљама.
у закључку
Ницхиа и даље контролише тренутно тржиште ГаН ласера велике снаге, док су Схарп и Осрам светски [ГГ] #39; главни добављачи малих и средњих ласера на бази ГаН-а. Ако моја земља жели да уђе на ово тржиште, потребно је да повећа улагања у инжењеринг и индустријализацију, и да тежи превазилажењу проблема и тешкоћа индустријализације, како би у потпуности пробила међународни монопол и истински реализовала локализацију ласера на бази ГаН.