【技术实现步骤摘要】
一种设有三线态激子富集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,涉及一种设有三线态激子富集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,而激光器为受激跃迁辐射,感应光子能量应等于电子跃迁的能级之差,产生光子与感应光子的全同相干光;4)原理不同:发光二极管为在外界电压作用下,电子空穴跃迁到量子阱或p
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n结产生辐射复合发光,而激光器需要激射条件满足才可激射,必须满足有源区载流子反转分布,受激辐射光在谐振腔内来回振荡,在增益介质中的传播使光放大,满足阈值条件使增益大于损耗,并最终输出激光。氮 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种设有三线态激子富集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)与下波层(102)之间和下限制层(101)与下波导层(102)之间设有三线态激子富集层(107),所述有源层(103)为阱层和垒层组成的周期结构,周期数为3≥m≥1,阱层为InGaN、InN、AlInN、GaN的任意一种或任意组合,厚度为10~80埃米,垒层为GaN、AlGaN、AlInGaN、AlN、AlInN的任意一种或任意组合,厚度为10~120埃米。2.如权利要求1所述的一种设有三线态激子富集层的半导体激光元件,其特征在于,所述三线态激子富集层(107)为PtSe2、MoSi2N4、Bi2O2Se、BP
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InSe、Sb2S3、In2S3‑
CdS的任意一种或任意组合的六方纳米片或中空纳米结构。3.如权利要求2所述的一种设有三线态激子富集层的半导体激光元件,其特征在于,所述三线态激子富集层(107)的任意组合包括以下二元组合的六方纳米片或中空纳米结构:PtSe2/MoSi2N4,PtSe2/Bi2O2Se,PtSe2/BP
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InSe,PtSe2/Sb2S3,PtSe2/In2S3‑
CdS,MoSi2N4/Bi2O2Se,MoSi2N4/BP
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InSe,MoSi2N4/Sb2S3,MoSi2N4/In2S3‑
CdS,Bi2O2Se/BP
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InSe,Bi2O2Se/Sb2S3,Bi2O2Se/In2S3‑
CdS,BP
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InSe/Sb2S3,BP
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InSe/In2S3‑
CdS,Sb2S3/In2S3‑
CdS。4.如权利要求2所述的一种设有三线态激子富集层的半导体激光元件,其特征在于,所述三线态激子富集层(107)的任意组合包括以下三元组合的六方纳米片或中空纳米结构:PtSe2/MoSi2N4/Bi2O2Se,PtSe2/MoSi2N4/BP
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InSe,PtSe2/MoSi2N4/Sb2S3,PtSe2/MoSi2N4/In2S3‑
CdS,PtSe2/Bi2O2Se/BP
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InSe,PtSe2/Bi2O2Se/Sb2S3,PtSe2/Bi2O2Se/In2S3‑
CdS,PtSe2/BP
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InSe/Sb2S3,PtSe2/BP
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InSe/In2S3‑
CdS,PtSe2/Sb2S3/In2S3‑
CdS,MoSi2N4/Bi2O2Se/BP
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InSe,MoSi2N4/Bi2O2Se/Sb2S3,MoSi2N4/Bi2O2Se/In2S3‑
CdS,MoSi2N4/BP
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InSe/Sb2S3,MoSi2N4/BP
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InSe/In2S3‑
CdS,MoSi2N4/Sb2S3/In2S3‑
CdS,Bi2O2Se/BP
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InSe/Sb2S3,Bi2O2Se/BP
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InSe/In2S3‑
CdS,Bi2O2Se/Sb2S3/In2S3‑
CdS,BP
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InSe/Sb2S3/In2S3‑
CdS。5.如权利要求2所述的一种设有三线态激子富集层的半导体激光元件,其特征在于,所述三线态激子富集层(107)的任意组合包括以下四元组合的六方纳米片或中空纳米结构:PtSe2/MoSi2N4/...
【专利技术属性】
技术研发人员:李水清,请求不公布姓名,王星河,蒙磊,季徐芳,陈三喜,黄军,张会康,
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:
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