美國(guó)圣塔芭芭拉大學(xué)（UCSB）宣稱在4英寸藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)出第一個(gè)室溫下連續(xù)波（CW）電驅(qū)動(dòng)半極性氮化鎵（GaN）藍(lán)色激光二極管（LDs）。研究人員表示該工作為大幅降低半極性激光二極管成本，并加快未來(lái)半極性GaN激光二極管及其應(yīng)用開(kāi)發(fā)方面做出了重大突破。

　　先藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)半極性GaN層。激光二極管結(jié)構(gòu)采用沒(méi)有氮化鋁鎵（AlGaN）覆層的設(shè)計(jì)，并有一個(gè)薄的AlGaN電子阻擋層（EBL）。還通過(guò)MOCVD生長(zhǎng)了具有InGaN多量子阱（MQW）有源區(qū)的外延結(jié)構(gòu)。 用氧化銦錫（Sn）（ITO）完成包覆，并在高溫和低錫摻雜濃度下沉積。為了進(jìn)行測(cè)試，將藍(lán)寶石襯底的厚度從650μm減至50μm，即首先拋光至90μm，然后進(jìn)行電感耦合等離子體蝕刻至50μm。

　　在占空比為0.05％的情況下以500ns脈沖運(yùn)行時(shí)，1800μmx8μm器件的閾值電流密度為6kA / cm2（880mA）。正向電壓為6.9V，墻上插頭效率（WPE）在1100mA（1.1A）下達(dá)到4.1％ ）。

　　單面注入2.8A電流可獲得的最大光輸出功率（P0）為1028mW（1.028W）。該團(tuán)隊(duì)表示這是迄今為止在異質(zhì)襯底上異質(zhì)外延生長(zhǎng)的半極性LD的最佳性能。在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)的半極性激光二極管的P0大于1W，標(biāo)志著在探索低成本和高性能半極性激光二極管方面的重大突破。在注入1.4A電流時(shí)P0值為243mW。該設(shè)備在連續(xù)波條件下運(yùn)行了一個(gè)小時(shí)，而性能沒(méi)有明顯下降。

　　該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為將頂部倒裝芯片鍵合至高導(dǎo)熱性襯底可以顯著改善CW操作下的激光二極管性能和WPE。對(duì)發(fā)射光偏振的研究表明，在注入電流為1100mA時(shí)，與橫向磁（TM）相比，它幾乎是100％的橫向電（TE）。