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  • 时间:2019-01-06 15:06
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  近日,信息迷信与技术学院电子工程系、厦门万博福彩开奖结果光电子工程技术研讨中心微纳光电子研讨室张保平教学课题组在绿光氮化镓(GaN)基半导体面发射激光器(VCSEL)研讨上取得突破性希望,弥补了国际空缺。

  课题组相干结果以“Quantum dot vertical-cavity surface-emitting lasers covering the ‘green gap’”(笼罩“绿色缺口”的量子点垂直腔面发射激光器)为题于2016年8月19日在《Light: Science & Applications》(光:迷信与使用)上Accepted Article Preview(优先揭晓)栏目揭晓(doi: 10.1038/lsa.2016.199)。该期刊2015年影响因子为13.6、光学领域排名第二,是由中国迷信院长春光学精密机器与物理研讨所与英国天然出书团体(NPG)配合出书的全英文凋谢猎取(OA)国际学术期刊。该论文共同第一作者为2014级硕士梅洋和2013级博士翁国恩(现任职华东师范万博福彩开奖结果),配合者有中国迷信院姑苏纳米技术与纳米仿生研讨所刘建平研讨员课题组,柏林工业万博福彩开奖结果Werner Hofmann 教学(厦门万博福彩开奖结果讲座教学)和台湾交通万博福彩开奖结果郭浩中教学(厦门万博福彩开奖结果讲座教学)。

  半导体VCSEL与固态或气体激光器相比有着体积小、功耗低、成本低档利益,并且经由过程选用差别的半导体资料,其发光波长能够笼罩从紫外到红外波段,因而在消费生活中有着十分宽泛的使用。往常,一些波段的VCSEL已得到了充分研讨并且胜利完成商业化,例如用于光纤通信的1.3-1.5um波段、用于泵浦源以及光互联的850-1000nm波段等。然而在绿光,特别是500-600nm波段,VCSEL的研讨面临着较大的困难,希望一向比拟迟缓,学术界称其为 “green gap” (绿色缺口)。
“green gap”的涌现与资料布局有直接关系。到目前为止,绿光VCSEL的有源发光区通常运用在GaN上内涵生长的InGaN 量子阱二维资料,在绿光波段,InGaN量子阱的发光效率会有显著的下降。这是由于波长越长,In的组分越大, 使得InGaN与GaN之间的晶格失配增大、InGaN发光层的缺点增多、应力添加。应力又会进一步形成量子限度斯塔克效应。这些缘由使电子与空穴的辐射复合效率,即发光效率大幅度下降。由于这些缘由,迄今为止国际上所报导的绿光VCSEL波长最长只有503nm, 并且是事情在脉冲条件下,并有着较高的阈值电流。

  张保平教学课题组采纳了由刘建平研讨员课题组提供的新鲜的InGaN量子点资料取代量子阱作为VCSEL有源发光区,并且引入了热导率很高的铜衬底,胜利研制出室温下延续事情的绿光VCSEL。InGaN量子点资料有着量子限度斯塔克效应小、发光效率高、局域效应强等利益。经由过程优化谐振腔设计、减小腔内亏蚀、婚配光场与有源区的耦合,取得了目前波长最长的GaN基VCSEL并且存在极低的阈值电流密度。另外,经由过程调解VCSEL的谐振腔长度,胜利完成了对VCSEL波长的调控,得到了492-565nm范围内的绿光激射,这对广色域激光全色显示有着重大意义。

  GaN基VCSEL在遭到国际上高度存眷,众多有名迷信家(如诺贝尔奖取得者Nakamura教学和Akasaki教学),跨国企业(如索尼、松下等)和着名高校(如台湾交通万博福彩开奖结果、美国加州万博福彩开奖结果等)也在举行该器件的研讨。张保平教学课题组长期以来一向举行GaN基VCSEL的研讨,解决了激光剥离、减薄抛光以及金属键合等关键技术,是海洋独一完成光泵以及电泵激射的研讨室,并且次要器件性能指标处于国际抢先水平。

  该事情同时遭到了国家天然迷信基金、广东省重大科技专项以及迷信应战企图等名目的大力支持。

 (信息迷信与技术学院 袁伟明)