世界上最短的波长激光二极管发出深紫外光

时间:2020-07-06 10:25来源:网易作者:xuji 点击:
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摘要:UV-C激光的远场图案投射到荧光屏上。 名古屋大学的研究人员说,他们已经设计出一种激光二极管,该二极管可以发出迄今为止最短波长的紫外线,在消毒,皮肤病学和DNA分析中具有潜在的应用前景。 根据发表在《应用物理快报》上的研究,名古屋大学的科学家与旭化成公司合作,成功设计了一种发射深紫外光的激光二极管。 名古屋大学未来电子综合研究中心的Chiaki Sasaoka教授说

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UV-C激光的远场图案投射到荧光屏上。

名古屋大学的研究人员说,他们已经设计出一种激光二极管,该二极管可以发出迄今为止最短波长的紫外线,在消毒,皮肤病学和DNA分析中具有潜在的应用前景。

根据发表在《应用物理快报》上的研究,名古屋大学的科学家与旭化成公司合作,成功设计了一种发射深紫外光的激光二极管。

名古屋大学未来电子综合研究中心的Chiaki Sasaoka教授说:“在室温下通过脉冲(电流)注入,我们的激光二极管发射的激光波长最短,为271.8纳米(nm)。”

UV-C半导体激光二极管的横截面结构。

Sasaoka解释说,以前开发紫外线激光二极管的努力只能实现低至336 nm的发射。

发出波长为200至280 nm的被称为UV-C的短波长紫外光的激光二极管可用于医疗保健消毒,治疗牛皮癣等皮肤病以及分析气体和DNA 。

名古屋大学的深紫外激光二极管克服了科学家在开发这些半导体器件的工作中遇到的几个问题。

该团队使用高质量的氮化铝(AlN)基板作为其基础,以构建激光二极管的层。他们说,这是必要的,因为较低质量的AlN包含大量缺陷,最终会影响激光二极管有源层将电能转换为光能的效率。

脉冲操作下的发射特性。

在激光二极管中,“ p型”和“ n型”层被“量子阱”隔开。当电流流过激光二极管时,p型层中带正电的空穴和n型层中带负电的电子流向中心并结合,以称为光子的光粒子形式释放能量。

研究人员对量子阱进行了设计,以使其能够发出深紫外光。p型和n型层由氮化铝镓(AlGaN)制成。同样由AlGaN制成的覆层位于p型和n型层的任一侧。n型层下方的包层中包含硅杂质,该过程称为掺杂。掺杂被用作一种修改材料特性的技术。在p型层上方的包层进行了分布式极化掺杂,该掺杂层不添加杂质。p侧覆层中的铝含量经过设计,使其在底部最高,而在顶部降低。研究人员认为,这种铝梯度会增加带正电的空穴的流动。最后添加了顶部接触层,该顶部接触层由掺杂有镁的p型AlGaN制成。

研究人员发现,p侧覆层的极化掺杂意味着发射“迄今为止报告的最短波长”需要13.8V的“非常低的工作电压”脉冲电流。

该团队目前正在与旭化成公司进行高级联合研究,以实现持续的室温深紫外激光照射,以开发UV-C半导体激光产品。

【光粒网综合报道】( 责任编辑:xuji )
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