研究目的
研究采用无应变啁啾短周期超晶格（C-SPSL）作为450纳米发射的InGaN激光二极管（LDs）的顶部波导芯层和包层，以改善光限制、减少电子泄漏并增强空穴输运。
研究成果
与参考激光二极管相比，采用厚度减小的C-SPSL作为顶层包层后，该激光二极管的性能显著提升。应变降低，光学限制增强，电子泄漏得到抑制。空穴向有源区的传输改善，从而提高了光输出功率和斜率效率。
研究不足
该研究属于理论性研究，依赖于模拟计算。需要通过实验验证来确认研究结果。此类复杂结构的外延生长可能具有挑战性。
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氮化镓/铟铝氮啁啾短周期超晶格作为蓝光激光二极管的无应变顶部包层
DOI：10.1088/1361-6641/ab74ee
期刊：Semiconductor Science and Technology
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
本研究对无应变啁啾短周期超晶格（C-SPSL）作为450nm发射的InGaN激光二极管（LD）顶部波导芯层和包层进行了理论分析。原参考LD采用总厚度530nm的结构（含100nm p-GaN波导层、30nm Al0.15Ga0.85N电子阻挡层及Al0.065Ga0.935N包层），现替换为300nm厚的C-SPSL结构——包含33周期10层GaN/2层In0.18Al0.82N、48周期6层GaN/2层In0.18Al0.82N及97周期2层GaN/2层In0.18Al0.82N。参考LD的光学限制因子为3.28%，而C-SPSL LD达到3.42%。通过高折射率对比的C-SPSL结构，在减薄厚度的同时实现了更优的光学限制。该结构应变可忽略不计，在约10kA/cm2注入电流密度下，电子泄漏从2.54kA/cm2降至0.166kA/cm2，空穴输运能力提升2.31kA/cm2。C-SPSL构型还增强了电子阻挡效应，因此无需设置电子阻挡层。新结构在500mA（10kA/cm2）电流注入下的光输出功率达248mW（参考LD约143mW），斜率效率从约0.55W/A提升至约0.89W/A，I-V特性动态电阻也从约1.12Ω降至约0.94Ω。
作者：
Avinash Paliwal，Kuldip Singh，Manish Mathew
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