一种具有自旋极化电子层的半导体激光元件制造技术

本发明专利技术提出了一种具有自旋极化电子层的半导体激光元件，包括从下至上依次设置的衬底、下限制层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上限制层，上波导层与电子阻挡层以及下波导层与下限制层之间均设置有自旋极化电子层。本发明专利技术增强激光元件的自旋极化率，激发并提升自旋波传播，同时，内电场可调控自旋波共振模式，使导带和价带完全自旋极化，增强载流子自旋极化和自旋载流子注入激光元件的有源层，提升空穴在注入激光元件有源层的效率，提升激光增益均匀性，从而提升激光元件受激辐射效率，降低激光元件的激发阈值，提升激光元件的光功率和斜率效率。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种具有自旋极化电子层的半导体激光元件。

技术介绍

1、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。

2、激光器与氮化物半导体发光二极管存在较大的区别：

3、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；

4、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；

5、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，而激光器为受本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有自旋极化电子层的半导体激光元件，包括从下至上依次设置的衬底、下限制层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上限制层，其特征在于，所述上波导层与电子阻挡层以及下波导层与下限制层之间均设置有自旋极化电子层，所述自旋极化电子层为ZrCuSiAs@MnS2,LaFeAsO@MnSe2,MnPSe3@VS2,CrSiTe3@AgCuS2,CrGeTe3@CuAlS2的任意一种或任意组合的复合同轴纳米柱结构。

2.根据权利要求1所述的半导体激光元件，其特征在于，所述自旋极化电子层为以下二元组合的复合同轴纳米柱结构的任意一种：

3.根据权利要求1所述的半导体激光...

【技术特征摘要】

1.一种具有自旋极化电子层的半导体激光元件，包括从下至上依次设置的衬底、下限制层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上限制层，其特征在于，所述上波导层与电子阻挡层以及下波导层与下限制层之间均设置有自旋极化电子层，所述自旋极化电子层为zrcusias@mns2,lafeaso@mnse2,mnpse3@vs2,crsite3@agcus2,crgete3@cuals2的任意一种或任意组合的复合同轴纳米柱结构。

2.根据权利要求1所述的半导体激光元件，其特征在于，所述自旋极化电子层为以下二元组合的复合同轴纳米柱结构的任意一种：

3.根据权利要求1所述的半导体激光元件，其特征在于，所述自旋极化电子层为以下三元组合的复合同轴纳米柱结构的任意一种：

4.根据权利要求1所述的半导体激光元件，其特征在于，所述自旋极化电子层为以下四元组合的复合同轴纳米柱结构的任意一种：

5.根据权利要求1所述的半导体激光元件，其特征在于，所述自旋极化电子层为以下五元组合的复合同轴纳米柱结构：

6.根据权利要求1所述的半导体激光元件，其特征在于，所述自旋极化电子层的厚度为5埃米至5000埃米。

7....

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓琴，郑锦坚，张会康，黄军，蔡鑫，王星河，
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：