Basierend auf den Ergebnissen früherer optischer Simulationsforschung (DOI: 10.1364/OE.389880) hat die Forschungsgruppe von Liu Jianping vom Suzhou Institute of Nanotechnology der Chinesischen Akademie der Wissenschaften kürzlich vorgeschlagen, quartäres AlInGaN-Material zu verwenden, dessen Gitterkonstante und Brechungsindex dies können gleichzeitig mit der optischen Begrenzungsschicht angepasst werden. Die entsprechenden Ergebnisse zur Entstehung des Substratschimmels wurden in der Fachzeitschrift Fundamental Research veröffentlicht, die von der National Natural Science Foundation of China geleitet und gesponsert wird. Im Rahmen der Forschung optimierten die Experimentatoren zunächst die Parameter des epitaktischen Wachstumsprozesses, um hochwertige AlInGaN-Dünnschichten mit Stufenflussmorphologie heteroepitaktisch auf der GaN/Saphir-Vorlage wachsen zu lassen. Anschließend zeigt der homoepitaktische Zeitraffer der dicken AlInGaN-Schicht auf dem selbsttragenden GaN-Substrat, dass die Oberfläche eine ungeordnete Gratmorphologie aufweist, was zu einer Zunahme der Oberflächenrauheit führt und somit das epitaktische Wachstum anderer Laserstrukturen beeinträchtigt. Durch die Analyse der Beziehung zwischen Spannung und Morphologie des epitaktischen Wachstums schlugen die Forscher vor, dass die in der dicken AlInGaN-Schicht akkumulierte Druckspannung der Hauptgrund für eine solche Morphologie ist, und bestätigten die Vermutung durch das Wachstum dicker AlInGaN-Schichten in verschiedenen Spannungszuständen. Schließlich konnte durch Aufbringen der optimierten AlInGaN-Dickschicht in der optischen Begrenzungsschicht des grünen Lasers das Auftreten des Substratmodus erfolgreich unterdrückt werden (Abb. 1).
Abbildung 1. Grüner Laser ohne Leckagemodus, (α) Fernfeldverteilung des Lichtfeldes in vertikaler Richtung, (b) Spotdiagramm.
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