Schematische Darstellung einer 10-Paar-Si-dotierten Alinn / Gan-dbr-Struktur für die vertikale Strominjektion und (b) ein Si-Dotierungsprofil in einem Paar von Alinn / Gan-Schichten. Kredit: Japan Gesellschaft für angewandte Physik (JSAP)

Forscher an der Meijo Universität und an der Nagao Universität in Japan demonstrierten ein Design von Gan Oberflächenemittierende Laser mit vertikalem Resonator (VCS), die eine gute elektrische Leitfähigkeit bieten und leicht gezüchtet werden können. Die Ergebnisse werden in der angewandten Physik Express berichtet.

Diese Forschung wird in der Ausgabe vom November 2016 des Online-Bulletins jsap vorgestellt.

\"Es wird erwartet, dass gan-basierte oberflächenemittierende Laser mit vertikalem Resonator (vcsels) in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, wie Retina-Scanning-Displays, adaptive Scheinwerfer und Hochgeschwindigkeits-Kommunikationssysteme mit sichtbarem Licht\", erklären Tetsuya Takeuchi und Kollegen von Meijo Universität und Nagao Universität in Japan in ihrem neuesten Bericht. bis jetzt jedoch haben die zur Kommerzialisierung dieser Vorrichtungen entworfenen Strukturen schlechte Leitungseigenschaften und existierende Ansätze zur Verbesserung der Leitfähigkeit führen zu Fabrikationskomplexitäten, während die Leistungsfähigkeit inhibiert wird. Ein Bericht von takeuchi und Kollegen hat nun ein Design gezeigt, das für gute Leitfähigkeit sorgt und leicht gewachsen ist.

vcsels verwenden im Allgemeinen Strukturen, die als verteilte Bragg-Reflektoren bezeichnet werden, um das notwendige Reflexionsvermögen für einen effektiven Hohlraum bereitzustellen, der es der Vorrichtung ermöglicht zu lasern. diese Reflektoren sind alternierende Schichten aus Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes, die zu einer sehr hohen Reflektivität führen. Intrakavitäre Kontakte können helfen, die schlechte Leitfähigkeit zu verbessern Gan Diese erhöhen jedoch die Hohlraumgrße, was zu einer schlechten optischen Eingrenzung, komplexen Herstellungsprozessen, hohen Schwellstromdichten und einem niedrigen Leistungswirkungsgrad gegenüber der Eingangsleistung (d.h. der Steilheitseffizienz) führt.

Die geringe Leitfähigkeit in dbr-Strukturen ist das Ergebnis von Polarisationsladungen zwischen den Schichten verschiedener Materialien - alinn und gan. Um die Auswirkungen von Polarisationsladungen zu überwinden, verwendeten Takeuchi und Kollegen Silizium-dotierte Nitride und führten eine \"Modulationsdotierung\" in die Schichten der Struktur ein. Die erhöhten Silizium-Dotierstoffkonzentrationen an den Grenzflächen helfen, die Polarisationseffekte zu neutralisieren.

Die Forscher der Universität Meijo und der Nagaoya haben ebenfalls eine Methode entwickelt, um die Wachstumsrate von Alinn auf über 0,5 μm / h zu beschleunigen. Das Ergebnis ist ein Gan-basierter Oszillator mit 1,5 \u0026 lgr; -Hohlraum mit einem leitenden Alinn / Gan-Bragg-Reflektor vom n-Typ mit einer Spitzenreflektivität von über 99,9%, einem Schwellenstrom von 2,6 mA, was einer Schwellenstromdichte von 5,2 kA entspricht. cm2, und eine Betriebsspannung war 4,7 V.

Quelle: phys.org

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