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sb体育平台、沙巴体育手机版、沙巴体育下载网址 沙巴体育手机版合作开发271.8nm波长的沙巴体育游戏网站铝氮化镓铝沙巴体育在线投注

2019-12-20    

中国照明网报道

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导语: 来自日本和美国的研究人员声称,迄今为止报道的电流注入沙巴体育在线投注(LD)的最短波长。271.8nm的发射波长使其处于100-280nm的沙巴体育游戏网站线(UV-C)范围内。以前的UV沙巴体育在线投注报告仅限于315-400nm UV-A范围。

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  该设备由sb体育平台公司,日本沙巴体育手机版和美国的沙巴体育下载网址 沙巴体育手机版合作开发,该设备使用低位错密度的氮化铝(AlN)衬底生长氮化铝镓(AlGaN)层。大多数报道的短波长沙巴体育在线投注使用碳化硅,蓝宝石或独立式氮化镓作为生长衬底。

  该团队在p侧使用了无意掺杂的分布式极化感应掺杂(DPD)包层,旨在降低内部损耗,提高空穴电导率和提高空穴注入率。就产生可移动空穴而言,通常的AlGaN镁掺杂性能非常差。此外,使用离子化杂质会产生光和带电载流子的散射中心,这会对性能产生不利影响。

  UV-C发射设备可能具有广泛的应用范围:论文中提到了生化传感,小颗粒检测,消毒,医疗和表面监测。这些非常短的波长能够破坏生物化学物质,例如DNA,具有对细菌和病毒病原体进行消毒和水净化的潜力。

  研究人员使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)在直径2英寸(0001)的AlN衬底上生长了沙巴体育在线投注结构(图1)。来自晶体沙巴体育手机版的单晶衬底中的位错密度在10 3 -10 4 / cm 2的范围内。9nm发光单量子阱设计为发射270nm波长的UV-C光。


图1:制造的UV-C沙巴体育在线投注结构示意图。

  0.32μm分布的极化掺杂p侧包层由Al x Ga 1-x N组成,Al含量从100%到70%不等。渐变会影响电荷极化梯度,从而产生并传导可移动空穴。p接触区由进一步降级为纯GaN的镁掺杂AlGaN组成。器件的n侧在接触层和包层中均使用大于1x10 19 / cm 3的杂质浓度掺杂了硅。外延层与下面的AlN衬底伪变形应变。

  沙巴体育在线投注器件是用4μm宽的脊形波导制造的。脊刻蚀暴露出其上沉积了钒基金属的n接触层。在n接触金属之前进行二氧化硅钝化。p触点以及其他布线和探针垫由镍/金金属组成。

  将制造的沙巴体育在线投注沿

  发射的光偏振为横向电(TE):虽然横向磁(TM)组件在0.2A和0.5A之间具有恒定的11nm半峰全宽(FWHM),但TE值为6.6nm和0.41nm ,分别(图2)。

  图2:在(a)0.5A和(b)0.2A正向电流下具有TE和TM极化的边缘发射光谱。(a)中的插图显示了在0.5A下具有最高波长分辨率的TE模式的光谱。研究人员将13.8V的“极低”阈值电压归因于DPD结构,该结构在p侧提供了平坦的价带分布,从而可以在没有势垒的情况下注入空穴。他们还推测,波导层p侧的高Al含量材料会在导带中形成电子阻挡势垒。

  研究小组评论说:“考虑到梯度结构的松弛也会阻碍极化掺杂,整个结构的假晶生长,包括在单晶AlN衬底上的DPD,可使极化感应电荷最大化以实现高空穴电导率。”

  在MOCVD生长过程中发现了一个问题:表面上凸出的六边形金字塔形小丘,密度为6x10 3 / cm 2。小丘似乎在278nm波长附近贡献了一个额外的发射峰。在包括这些小丘之一的设备中,无法实现激光发射。

  研究人员认为,基于透射电子显微镜分析,小丘起因于AlN基体中预先存在的螺纹位错。螺纹位错为载流子重组提供了非辐射途径,并可能对电流的流向产生不利影响。

  为了发射激光,小丘还影响光学结构,将光散射出波导模式。研究小组总结说:“低位错密度的高质量AlN基板似乎是开发UV-C LD的基础。”

编辑:严志祥

来源:行家说

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