在具有宽极量子洞的激光二极管中,电光发射和光学增益的清晰度
Mateusz Hajdel1, Krzysztof Gołyga1, Marcin Siekacz1
1Institute of High Pressure Physics Polish Academy of Sciences, Sokolowska 29/37, 01-142 Warsaw, Poland.
ACS photonics
|March 24, 2025
概括
更宽的化 (InGaN) 量子井 (QW) 是实现更长波长激光二极管 (LD) 的关键. 这项研究表明,更宽的QW可以通过利用较低的能量状态来实现人群逆转,从而实现更长的激光波长.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光电学是指光电子产品.
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 半导体发射器在现代光电子中至关重要,但挑战仍然存在,特别是在基于长波长化 (GaN) 的激光二极管 (LD) 中.
- 化 (InGaN) 量子井 (QWs) 已知具有很大的内置极化,通过量子受限的斯特克效应在发光二极管中促进长波长的辐射.
研究的目的:
- 调查宽InGaN量子井 (QWs) 实现长波长激光二极管 (LDs) 的潜力.
- 探索基于QW宽度的LD波长转移的潜在机制.
主要方法:
- 分析自发发射,放大自发发射,光学增益和准费米水平分离.
- 在宽与薄的InGaN QW中对激光特性的比较研究.
主要成果:
- 更宽的InGaN QWs可以实现高达20纳米的激光波长,比类似组合的薄QWs更长.
- 宽QW中的自发发射最初来自高度兴奋的状态,转移到带有增加载体密度的较低能量状态.
- 在广的QW中,人口逆转和激光作用源于最低的激发状态,导致更长的辐射波长.
结论:
- 宽的InGaN QW是实现长波长的GaN基于激光二极管的首选.
- 观察到的现象,更宽的QW促进更长的激光波长,归因于利用较低的能量状态来实现人口逆转.
- 这些发现预计将适用于具有足够厚的量子井的其他极地材料.
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