Yn y rhifyn diweddaraf o Deunyddiau CHINA GWYDDONIAETH, cyhoeddodd tîm Liu Jianping' s o Sefydliad Nanotechnoleg a Nano-Bionics Suzhou, cyhoeddodd Academi Gwyddorau Tsieineaidd y cynnydd ymchwil ar deuodau laser gwyrdd (LD) sy'n seiliedig ar GaN.
Mae'r erthygl yn defnyddio amrywiol ddulliau mesur optegol i nodweddu strwythur a sglodyn yr LD gwyrdd. (Gwybodaeth erthygl: Tian, A., Hu, L., Li, X. et al. Atal annynolrwydd posibl a gwella perfformiad deuodau laser gwyrdd InGaN c-awyren. Sci. China Mater. (2021) https: // doi.org/10.1007/s40843-021-1804-x)
(A) Strwythur dyfais (b) Strwythur epitaxial
(C) Diagram sgematig o ddosbarthiad ysgafn y LD gwyrdd yn berpendicwlar i'r gyffordd pn
Mae'r canlyniadau nodweddu yn dangos pan fo dwysedd y pŵer cyffroi yn 7 W cm-2, bod lled hanner uchder ffotoluminescence yn 300 K yn 108 meV, a phan fo'r dwysedd cyfredol yn 20 A cm-2, lled hanner uchder electroluminescence yw 114 meV. Y rhain Mae canlyniadau'r ymchwil yn dangos bod unffurfiaeth egni potensial wedi'i wella'n sylweddol. Ar yr un pryd, mae gwerth σ, sy'n nodweddu lled dosbarthiad y wladwriaeth leol a gafwyd o'r prawf ffotoluminescence tymheredd amrywiol, a gwerth E0 cyflwr cynffon y band lleol exciton a gafwyd o'r prawf ffotoluminescence wedi'i ddatrys amser, yn fach iawn, sy'n dangos ymhellach bod yr unffurfiaeth ynni bosibl yn uchel iawn. da. Oherwydd yr unffurfiaeth ynni bosibl sydd wedi'i gwella'n fawr, cyflawnwyd sglodyn LD gwyrdd gydag effeithlonrwydd llethr o 0.8 W A-1 a phwer optegol allbwn o 1.7 W.
(A) sbectrwm EL o dan wahanol ddwyseddau cyfredol (b) pŵer allbwn LD gwyrdd
Yn ogystal, adroddodd tîm Liu Jianping hefyd ar ganlyniadau ymchwil laserau glas GaN yng Nghynhadledd Academaidd Lled-ddargludyddion Bandgap y Bedwaredd Eang ar Dachwedd 8, 2021. Yn seiliedig ar y gwaith blaenorol, trwy ddefnyddio technoleg sglodion fflip a strwythur pecynnu gwrthiant thermol isel , mae pŵer allbwn optegol y laser glas sy'n gweithio'n barhaus wedi'i gynyddu'n fawr. Gwrthiant thermol y pecyn yw 6.7 K / W, ac mae'r pŵer optegol allbwn gweithio parhaus yn cyrraedd 7.5 W.
Y diagram pŵer-foltedd cyfredol-optegol o'r laser glas a ddatblygwyd gan dîm Liu Jianping' s yn Sefydliad Nanotechnoleg Suzhou
Rydym wedi sylwi bod yr ymchwil ddiweddar ar laserau sy'n seiliedig ar GaN yn parhau i gynhesu, ac mae adroddiadau parhaus ar ddatblygiadau cysylltiedig. Ym mis Mawrth eleni, cyflawnodd tîm Kang Junyong a Li Jinchai o Brifysgol Xiamen a San'an Optoelectronics ganlyniadau arloesol mewn prosiect ymchwil technoleg ar y cyd. Mae dylunio a chynhyrchu laserau glas InGaN pŵer uchel ultra-8-wat wedi cyrraedd safonau rhyngwladol. Cyhoeddwyd y canlyniadau yn y cyfnodolyn Optics and Laser Technology
Ym mis Awst, datblygodd tîm yr ymchwilydd Zhao Degang o Labordy Allweddol y Wladwriaeth o Optoelectroneg Integredig Sefydliad Lled-ddargludyddion Academi Gwyddorau Tsieineaidd laser glas pŵer uchel wedi'i seilio ar galiwm nitrid (GaN) gyda phŵer allbwn parhaus o hyd at 6 W ar dymheredd yr ystafell. Cyhoeddwyd y canlyniadau yn y Journal of Semiconductors (gwybodaeth erthygl: doi: 10.1088 / 1674-4926 / 42/11/11801).
Mae'r ffyniant ymchwil yn deillio o dwf cyflym a chyson marchnad laser GaN, sydd wedi dechrau cael ei ddefnyddio'n helaeth mewn sawl maes fel arddangos, storio, milwrol, meddygol, offeryniaeth, adloniant, lithograffeg ac argraffu. Fodd bynnag, mae'n anodd cynhyrchu laserau GaN ac mae ganddynt rwystrau technegol mawr. Mae'r cynhyrchion wedi cael eu rheoli gan sawl cwmni rhyngwladol mawr ers amser maith ac fe'u gelwir yn em yn y goron. Mae'r anawsterau technegol yn cynnwys yn bennaf: deunyddiau swbstrad o ansawdd uchel, strwythurau epitaxial o ansawdd uchel, cysylltiadau ohmig o ansawdd uchel, a holltiad grisial atomig.
Graddfa a dosbarthiad cais marchnad laser byd-eang
Gan gymryd deunydd swbstrad o ansawdd uchel fel enghraifft, mae'n ofynnol i'r swbstrad fod yn ddeunydd â dwysedd diffyg isel. O'u cymharu â dyfeisiau GaN eraill, mae gan laserau sy'n seiliedig ar GaN y gofynion llymaf ar gyfer ansawdd grisial, oherwydd bod dwysedd cyfredol laserau GaN gant neu hyd yn oed fil o weithiau na dyfeisiau cyffredin. Felly, os oes diffygion dwysedd uchel o ddadleoliadau yn y deunydd, bydd llwybr gollwng yn cael ei ffurfio, gan arwain at fethiant cyflym yn y ddyfais.
Y dull confensiynol yw epitaxial y strwythur laser ar y swbstrad grisial sengl GaN, ac yna paratoi'r laser lled-ddargludyddion. Ar hyn o bryd, mae Sumitomo Electric, y prif gyflenwr swbstrad monocrystalline GaN y byd' s hefyd yn bartner pwysig i Nichia, ac mae wedi cael ei embargo’n llym oherwydd ei ddefnydd milwrol pwysig.
Yn ffodus, yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae gwneuthurwyr swbstrad domestig mawr a gynrychiolir gan Suzhou Navitas a Dongguan Zhonggal wedi gwneud cynnydd cyflym yn natblygiad swbstradau crisial sengl GaN o ansawdd uchel. Mae dwysedd dadleoli cynhyrchion Navitas wedi cyrraedd 104cm-2. , Cyrraedd y byd' s lefel uwch, gan ddatrys yn y bôn gyfyng-gyngor deunyddiau swbstrad laser GaN yn" sownd" gan wledydd tramor.
i gloi
Mae Nichia yn dal i reoli'r farchnad laser GaN pŵer uchel gyfredol, tra mai Sharp ac Osram yw cyflenwyr prif ffrwd y byd' s o laserau pŵer bach a chanolig sy'n seiliedig ar GaN. Os yw fy ngwlad eisiau ymuno â'r farchnad hon, mae angen iddi gynyddu buddsoddiad mewn peirianneg a diwydiannu, ac ymdrechu i oresgyn problemau ac anawsterau diwydiannu, er mwyn torri'n llwyr trwy'r monopoli rhyngwladol a gwireddu lleoleiddio laserau sy'n seiliedig ar GaN yn wirioneddol.
