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El dopaje modulado mejora los láseres emisores de superficie de cavidad vertical basados ​​en gan

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El dopaje modulado mejora los láseres emisores de superficie de cavidad vertical basados ​​en gan

2018-05-08

Modulated doping improves GaN-based vertical-cavity surface-emitting lasers

esquemático de una estructura alinn / gan dbr si-dopada de 10 pares para la inyección de corriente vertical y (b) un perfil de dopaje si en un par de capas alinn / gan. crédito: sociedad japonesa de física aplicada (jsap)


Los investigadores de la Universidad Meijo y la Universidad de Nagoya en Japón demostraron un diseño de gan láseres emisores de superficie de cavidad vertical (vcsels) que proporcionan una buena conductividad eléctrica y se cultivan fácilmente. los resultados se informan en física aplicada express.


esta investigación aparece en la edición de noviembre de 2016 del boletín jsap en línea.

\"Se espera que se adopten los láseres de emisión de superficie de cavidad vertical (vcsels) basados ​​en Gan en diversas aplicaciones, como pantallas de exploración retinal, faros adaptables y sistemas de comunicación de luz visible de alta velocidad\", explican tetsuya takeuchi y colegas en meijo universidad y nagoya university en japón en su último informe. sin embargo, hasta ahora, las estructuras diseñadas para comercializar estos dispositivos tienen propiedades conductoras deficientes, y los enfoques existentes para mejorar la conductividad introducen complejidades de fabricación al tiempo que se inhibe el rendimiento. un informe de Takeuchi y sus colegas ha demostrado un diseño que proporciona una buena conducción y se cultiva fácilmente.


Los vcsels generalmente usan estructuras llamadas reflectores de Bragg distribuidos para proporcionar la reflectividad necesaria para una cavidad efectiva que permite que el dispositivo lase. estos reflectores son capas alternas de materiales con diferentes índices de refracción, que dan como resultado una reflectividad muy alta. los contactos intracavitarios pueden ayudar a mejorar la pobre conductividad de gan vcsels, pero estos aumentan el tamaño de la cavidad que conduce a un confinamiento óptico pobre, procesos de fabricación complejos, altas densidades de corriente de umbral y una baja eficiencia de potencia de salida versus entrada (es decir, la eficiencia de la pendiente).


la baja conductividad en las estructuras dbr es el resultado de las cargas de polarización entre las capas de diferentes materiales - alinn y gan. para superar los efectos de las cargas de polarización, takeuchi y sus colegas utilizaron nitruros dopados con silicio e introdujeron el \"dopaje por modulación\" en las capas de la estructura. las mayores concentraciones de dopante de silicio en las interfaces ayudan a neutralizar los efectos de polarización.


Los investigadores de la universidad meijo y nagoya también han ideado un método para acelerar la tasa de crecimiento de alinn a más de 0.5 μm / h. el resultado es un vcsel basado en gan de 1.5λ-cavidad con un reflector de bragg distribuido alinn / gan conductor de tipo n que tiene una reflectividad máxima de más del 99.9%, corriente de umbral de 2.6 ma, que corresponde a una densidad de corriente umbral de 5.2 ka / cm2, y un voltaje de operación fue 4.7v.


fuente: phys.org


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