一种设有量子自旋电子层的半导体激光元件制造技术

本发明专利技术提供了一种设有量子自旋电子层的半导体激光元件，涉及半导体光电器件技术领域，从下至上依次包括衬底、下限制层、下波导层，有源层、上波导层、电子阻挡层、上限制层，有源层与上波导层之间和有源层与下波导层之间设有量子自旋电子层；量子自旋电子层具有较强的超导性和铁磁性，抑制折射率色散和散射，提升模式增益，同时，量子自旋电子层存在边缘导电通道，产生无损自旋极化电流注入，提升电子和空穴的输动和注入效率，增强有源层电子空穴波函数的交叠几率和电子空穴的对称性匹配性，提升增益均匀性，加速激光元件的受激辐射，降低激光元件的激发阈值，增强限制因子，提升激光元件的激射功率和斜率效率。光元件的激射功率和斜率效率。光元件的激射功率和斜率效率。

【技术实现步骤摘要】
一种设有量子自旋电子层的半导体激光元件


[0001]本专利技术涉及半导体光电器件
，具体而言，涉及一种设有量子自旋电子层的半导体激光元件。

技术介绍

[0002]激光器广泛应用于激光显示、激光电视、激光投影仪、通讯、医疗、武器、制导、测距、光谱分析、切割、精密焊接、高密度光存储等领域。激光器的各类很多，分类方式也多样，主要有固体、气体、液体、半导体和染料等类型激光器；与其他类型激光器相比，全固态半导体激光器具有体积小、效率高、重量轻、稳定性好、寿命长、结构简单紧凑、小型化等优点。激光器与氮化物半导体发光二极管存在较大的区别，1)激光是由载流子发生受激辐射产生，光谱半高宽较小，亮度很高，单颗激光器输出功率可在W级，而氮化物半导体发光二极管则是自发辐射，单颗发光二极管的输出功率在mW级；2)激光器的使用电流密度达KA/cm2，比氮化物发光二极管高2个数量级以上，从而引起更强的电子泄漏、更严重的俄歇复合、极化效应更强、电子空穴不匹配更严重，导致更严重的效率衰减Droop效应；3)发光二极管自发跃迁辐射，无外界作用，从高能级跃迁到低能级的非相干光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设有量子自旋电子层的半导体激光元件，从下至上依次包括衬底(100)、下限制层(101)、下波导层(102)，有源层(103)、上波导层(104)、电子阻挡层(105)、上限制层(106)，其特征在于：有源层(103)与上波导层(104)之间和有源层(103)与下波导层之间设有量子自旋电子层(107)。2.如权利要求1所述的一种设有量子自旋电子层的半导体激光元件，其特征在于，所述量子自旋电子层(107)具有较强的超导性和铁磁性，抑制折射率色散和散射，提升模式增益，同时，量子自旋电子层(107)存在边缘导电通道，产生无损自旋极化电流注入，提升电子和空穴的输动和注入效率，增强有源层(103)电子空穴波函数的交叠几率和电子空穴的对称性匹配性，提升增益均匀性，加速激光元件的受激辐射，降低激光元件的激发阈值，增强限制因子，提升激光元件的激射功率和斜率效率。3.如权利要求2所述的一种设有量子自旋电子层的半导体激光元件，其特征在于，所述量子自旋电子层(107)为MnBi2Te4、VS2、VS、CsMnF3、CsMnCl3的任意一种或任意组合。4.如权利要求3所述的一种设有量子自旋电子层的半导体激光元件，其特征在于，所述量子自旋电子层(107)的任意组合包括以下二元组合的异质结、超晶格、量子阱、核壳结构、量子点等结构但不限于以下结构：MnBi2Te4/VS2，MnBi2Te4/VS，MnBi2Te4/CsMnF3，MnBi2Te4/CsMnCl3，VS2/VS，VS2/CsMnF3，VS2/CsMnCl3，VS/CsMnF3，VS/CsMnCl3，CsMnCl3/CsMnF3。5.如权利要求3所述的一种设有量子自旋电子层的半导体激光元件，其特征在于，所述量子自旋电子层(107)的任意组合包括以下三元组合的异质结、超晶格、量子阱、核壳结构、量子点等结构但不限于以下结构：MnBi2Te4/VS2/VS，MnBi2Te4/VS2/CsMnF3，MnBi2Te4/VS2/CsMnCl3，MnBi2Te4/VS/CsMnF3，MnBi2Te4/VS/CsMnCl3，MnBi2Te4/CsMnCl3/CsMnCl3，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李水清，王星河，刘紫涵，蔡鑫，马斯特，张江勇，白怀铭，陆恩，周进泽，牧立一，
申请(专利权)人：安徽格恩半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：