질화갈륨(GaN)-- 기반 소재는 3세대 반도체로 알려져 있으며, 그 스펙트럼 범위는 근적외선, 가시광선 및 자외선의 전체 파장을 포괄하며 광전자공학 분야에서 중요한 응용 분야를 가지고 있습니다.GaN 기반 자외선 레이저는 짧은 파장, 높은 광자 에너지, 강한 산란 및 기타 특성으로 인해 자외선 리소그래피, 자외선 경화, 바이러스 감지 및 자외선 통신 분야에서 중요한 응용 가능성을 가지고 있습니다. 그러나 GaN 기반의 UV 레이저는 Large Mismatch 이종 에피택셜 물질 기술을 바탕으로 제조되기 때문에 재료 결함이 많고, 도핑이 어렵고, 양자우물 발광 효율이 낮고, 소자 손실이 크다는 국제 반도체의 문제점이 있다. 난해한 연구 분야에서 레이저를 개발해 국내외에서 큰 주목을 받아왔다.
Zhao Degang 연구원, Yang Jing 부연구원, 반도체 연구소중국과학원(CAS)는 오랫동안 GaN 기반의 광전자재료 및 소자에 주력해 왔으며, 2016년에 GaN 기반의 UV 레이저를 개발했다[J. 반도체. 38, 051001 (2017)], 2022년에 전기적으로 주입된 여기 AlGaN UV 레이저(357.9nm)를 구현했습니다[J. 반도체. 43, 1(2022)]. 반도체. 43, 1 (2022)], 같은 해 상온에서 연속 출력 3.8W의 고출력 UV 레이저가 실현되었습니다 [Opt. 레이저 기술. 156, 108574(2022)]. 최근 우리 팀은 GaN 기반 고출력 UV 레이저 분야에서 중요한 진전을 이루었으며, UV 레이저의 열악한 온도 특성은 주로 UV 양자 우물에서 캐리어의 약한 감금과 고출력 UV 레이저의 온도 특성과 관련이 있음을 발견했습니다. UV 레이저는 새로운 구조의 AlGaN 양자 장벽과 기타 기술의 도입으로 크게 개선되었으며, 상온에서 UV 레이저의 연속 출력 전력은 여기 파장 386.8nm에서 4.6W로 더욱 향상되었습니다. 그림 1은 고출력 UV 레이저의 여기 스펙트럼을 보여주고, 그림 2는 UV 레이저의 광전력-전류-전압(PIV) 곡선을 보여줍니다. GaN 기반 고출력 UV 레이저의 획기적인 발전으로 소자 국산화를 촉진하고 국내 UV 리소그래피, 자외선(UV) 리소그래피, UV 레이저 및UV 레이저 산업, 새로운 양자장벽 구조 등 신기술 개발도 활발하다. 국내 UV 리소그래피, UV 경화, UV 통신 등 분야를 독자적으로 개발하고 있습니다.
해당 연구 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. 5155]. 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.
