《氮化鎵基共振腔發光管研究》是依託廈門大學，由張江勇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：氮化鎵基共振腔發光管研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張江勇
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
GaN基共振腔發光管（RCLED）是一種將有源區置於光學諧振腔中的新型LED，具備線寬窄、方向性好、穩定性高等許多優勢，有良好的套用前景。然而，由於結構複雜，其研製難度極大，並且還面臨散熱差、光損耗大及模式匹配困難問題。針對這些問題，本項目將圍繞GaN基RCLED的設計、製備和理論研究開展工作。利用理論模擬手段對器件的熱傳輸機理和光損耗機制進行深入分析。利用漸變腔長結構和微區發光測試技術，對器件模式匹配理論進行系統研究。在此基礎上，確定器件性能受限的主要因素。利用獨特的二次轉移基底技術，研製出新型的正裝薄膜結構器件。通過並對器件的反射鏡、有源區以及側向光限制層等結構參數的最佳化，解決器件散熱、光損耗及模式匹配問題，獲得具有窄線寬、高功率、小發散角、波長穩定的高性能GaN基RCLED器件。本項目的研究對於豐富氮化物光電子器件種類，拓展其套用領域具有重要意義。
結題摘要
本項目圍繞GaN基共振腔發光管（RCLED）的設計、製備、測試及理論研究開展工作。取得了以下研究成果：1．設計了適合於GaN材料的RCLED器件結構，完善了器件製作工藝流程。金屬反射鏡-介質膜分布布拉格反射鏡（DBR）共振腔結構，避免了氮化物DBR生長的難點；垂直電極構型改善了器件的散熱特性；與垂直結構LED兼容的器件工藝，保證了器件製作順利進行，也為將來產業化套用提供了便利。2．分析了器件的熱擴散機理，利用垂直結構構型解決了藍寶石襯底散熱瓶頸，改善了器件散熱問題；模擬了諧振腔反射特性、諧振模式分布，建立了模式匹配理論模型；研究了諧振腔結構及腔面光損耗對器件縱模分布、光譜寬度及發射強度的影響規律，闡明了器件發光的調控機理。3．提出了法布里-珀羅濾波器結構介質膜DBR作為頂部反射鏡的諧振腔結構，解決了長光學腔導致的多縱模發射問題，研製出了窄線寬、單縱模、波長穩定的GaN基RCLED器件。4．實現了GaN基RCLED縱模分布、光譜寬度及發射強度的調控。諧振腔長決定著縱模位置及間距，反射鏡反射率影響光譜寬度及發射強度，帶有濾波結構的頂部反射鏡可改變縱模數量。
