تُعرف المواد المعتمدة على نيتريد الغاليوم (GaN) باسم أشباه الموصلات من الجيل الثالث، والتي يغطي نطاقها الطيفي نطاق الطول الموجي الكامل للأشعة تحت الحمراء القريبة والمرئية والأشعة فوق البنفسجية، ولها تطبيقات مهمة في مجال الإلكترونيات الضوئية. تتمتع أشعة الليزر فوق البنفسجية المعتمدة على GaN آفاق تطبيق مهمة في مجالات الطباعة الحجرية فوق البنفسجية، والمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، واكتشاف الفيروسات، والاتصالات فوق البنفسجية نظرًا لخصائص الأطوال الموجية القصيرة، وطاقات الفوتون الكبيرة، والتشتت القوي، وما إلى ذلك. كما تستخدم أشعة الليزر فوق البنفسجية المعتمدة على GaN على نطاق واسع في مجالات الطباعة الحجرية فوق البنفسجية، والعلاج بالأشعة فوق البنفسجية، والاتصالات فوق البنفسجية. ومع ذلك، نظرًا لأن أشعة الليزر فوق البنفسجية المستندة إلى GaN يتم إعدادها استنادًا إلى تكنولوجيا المواد الفوقي غير المتجانسة غير المتجانسة، فإن عيوب المواد، وتعاطي المنشطات صعبة، وانخفاض كفاءة التلألؤ بشكل جيد، وفقدان الجهاز، هو ليزر أشباه الموصلات الدولي في مجال البحث للصعوبة ، من قبل الاهتمام المحلي والأجنبي الكبير.
معهد بحوث أشباه الموصلات التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، تشاو ديغانغ الباحث، يانغ جينغ باحث مشارك التركيز على المدى الطويل على المواد الإلكترونية البصرية والأجهزة القائمة على الجاليوم. 2016 قام بتطوير ليزر الأشعة فوق البنفسجية المعتمد على GaN [J. نصف ثانية. 38, 051001 (2017)], 2022 لتحقيق الحقن الكهربائي للإثارة بالليزر AlGaN UV (357.9 نانومتر) [J. نصف ثانية. 43, 1 (J. Semicond. 43, 1 (2017)]. Semicond. 43, 1 (2022)]، وفي نفس العام، تم استخدام ليزر UV عالي الطاقة بقوة خرج مستمرة تبلغ 3.8 وات في درجة حرارة الغرفة. تم تحقيقه [Opt. Laser Technol. 156, 108574 (2022)]. في الآونة الأخيرة، أحرز فريقنا تقدمًا مهمًا في مجال الليزر فوق البنفسجي عالي الطاقة القائم على GaN، ووجد أن خصائص درجة الحرارة الضعيفة لليزر فوق البنفسجي ترتبط بشكل أساسي بالحبس الضعيف من الموجات الحاملة في الآبار الكمومية للأشعة فوق البنفسجية، وقد تم تحسين خصائص درجة حرارة أشعة الليزر فوق البنفسجية عالية الطاقة بشكل كبير من خلال إدخال بنية جديدة من حواجز الكم AlGaN وغيرها من التقنيات، كما تم زيادة طاقة الخرج المستمر لليزر فوق البنفسجي في درجة حرارة الغرفة. زيادة إلى 4.6 واط، وتم زيادة الطول الموجي للإثارة إلى 386.8 نانومتر ويبين الشكل 1 طيف الإثارة لليزر فوق البنفسجي عالي الطاقة، ويبين الشكل 2 منحنى الجهد الكهربائي الحالي (PIV) لليزر فوق البنفسجي. سيؤدي اختراق ليزر الأشعة فوق البنفسجية عالي الطاقة المعتمد على GaN إلى تعزيز توطين الجهاز ودعم الطباعة الحجرية للأشعة فوق البنفسجية المحلية وصناعة الليزر فوق البنفسجية. سيؤدي اختراق ليزر الأشعة فوق البنفسجية عالي الطاقة المعتمد على GaN إلى تعزيز عملية توطين الجهاز ودعم التطوير المستقل للطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية المحلية والمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية والاتصالات بالأشعة فوق البنفسجية وغيرها من المجالات.
تم نشر النتائج تحت عنوان "تحسين خصائص درجة الحرارة لثنائيات الليزر فوق البنفسجية المعتمدة على GaN باستخدام الآبار الكمومية InGaN/AlGaN" في منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية. تم نشر النتائج في Optics Letters تحت عنوان "تحسين خصائص درجة الحرارة لثنائيات الليزر فوق البنفسجية المعتمدة على GaN باستخدام الآبار الكمومية InGaN/AlGaN". كان الباحث المساعد جينغ يانغ هو المؤلف الأول لهذه الورقة، وكان الباحث ديغانغ تشاو هو المؤلف المقابل. تم دعم هذا العمل من خلال العديد من المشاريع، بما في ذلك البرنامج الوطني للبحث والتطوير الرئيسي في الصين، والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين، والمشروع التجريبي الاستراتيجي للعلوم والتكنولوجيا التابع للأكاديمية الصينية للعلوم.
الشكل 1: طيف الإثارة من ليزر الأشعة فوق البنفسجية عالي الطاقة
الشكل 2: منحنى الجهد الحالي للطاقة الضوئية (PIV) لليزر فوق البنفسجي
