تُعرف المواد المعتمدة على نيتريد الغاليوم (GaN)-- باسم أشباه الموصلات من الجيل الثالث، والتي يغطي نطاقها الطيفي الطول الموجي الكامل للأشعة تحت الحمراء القريبة والمرئية والأشعة فوق البنفسجية، ولها تطبيقات مهمة في مجال الإلكترونيات الضوئية. تتمتع أشعة الليزر فوق البنفسجية، نظرًا لأطوالها الموجية القصيرة، وطاقة الفوتون العالية، والتشتت القوي وغيرها من الخصائص، بآفاق تطبيقية مهمة في مجالات الطباعة الحجرية فوق البنفسجية، والمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، واكتشاف الفيروسات، والاتصالات فوق البنفسجية. ومع ذلك، نظرًا لأن أشعة الليزر فوق البنفسجية المستندة إلى GaN يتم إعدادها استنادًا إلى تقنية المواد الفوقي غير المتجانسة الكبيرة غير المتجانسة، فإن عيوب المواد كثيرة، ومن الصعب تعاطي المنشطات، وكفاءة التلألؤ البئر الكمي منخفضة، وفقدان الجهاز كبير، وهو أشباه الموصلات الدولية الليزر في مجال البحوث من الصعوبة، وقد حظي باهتمام كبير في الداخل والخارج.
تشاو ديغانغ، الباحث ويانغ جينغ، باحث مشارك في معهد أبحاث أشباه الموصلات،الأكاديمية الصينية للعلوم(CAS) تركز على المواد والأجهزة الإلكترونية الضوئية القائمة على GaN لفترة طويلة، وطورت ليزر الأشعة فوق البنفسجية المعتمد على GaN في عام 2016 [J. نصف ثانية. 38، 051001 (2017)]، وأدركت ليزر AlGaN فوق البنفسجي المحقون كهربائيًا (357.9 نانومتر) في عام 2022 [J. نصف ثانية. 43، 1 (2022)]. نصف ثانية. 43، 1 (2022)]، وفي نفس العام، تم تحقيق ليزر UV عالي الطاقة بقوة إخراج مستمرة تبلغ 3.8 وات في درجة حرارة الغرفة [اختياري. تكنولجيا الليزر. 156، 108574 (2022)]. في الآونة الأخيرة، أحرز فريقنا تقدمًا مهمًا في مجال الليزر فوق البنفسجي عالي الطاقة المعتمد على GaN، ووجد أن خصائص درجة الحرارة الضعيفة لليزر فوق البنفسجي ترتبط أساسًا بالحبس الضعيف للحاملات في الآبار الكمومية للأشعة فوق البنفسجية، وخصائص درجة الحرارة لليزر فوق البنفسجي عالي الطاقة. تم تحسين أشعة الليزر فوق البنفسجية بشكل كبير من خلال إدخال بنية جديدة من حواجز الكم AlGaN وغيرها من التقنيات، وتمت زيادة طاقة الخرج المستمر لليزر فوق البنفسجي في درجة حرارة الغرفة إلى 4.6 واط، مع طول موجة مثير يبلغ 386.8 نانومتر. ويبين الشكل 1 طيف الإثارة لليزر فوق البنفسجي عالي الطاقة، ويبين الشكل 2 منحنى الجهد الحالي للطاقة الضوئية (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، والطباعة الحجرية فوق البنفسجية، والليزر فوق البنفسجي،صناعة الليزر فوق البنفسجيبالإضافة إلى تطوير تقنيات جديدة مثل البنية الجديدة للحواجز الكمومية. الطباعة الحجرية المحلية للأشعة فوق البنفسجية والمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية والاتصالات بالأشعة فوق البنفسجية وغيرها من مجالات التطوير المستقل.
تم نشر النتائج في Optics Letters باسم "تحسين خصائص درجة الحرارة لثنائيات الليزر فوق البنفسجية المعتمدة على GaN باستخدام الآبار الكمومية InGaN/AlGaN" [Optics Letters 49 1305 (2024) https: //doi.org/10.1364/OL. 5155]. تم نشر النتائج في Optics Letters تحت عنوان "تحسين خصائص درجة الحرارة لثنائيات الليزر فوق البنفسجية المعتمدة على GaN باستخدام الآبار الكمومية InGaN/AlGaN" [Optics Letters 49, 1305 (2024) https://doi.org/10.1364/OL .515502］. الدكتور جينغ يانغ هو المؤلف الأول والدكتور ديجانج تشاو هو المؤلف المقابل لهذه الورقة. 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.
