人工晶体学报

作者：侯俨育, 董海亮, 贾志刚, 贾伟, 梁建, 许并社

单位：1.太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室,太原 030024; ；2.山西浙大新材料与化工研究院,太原 030000; ；3.太原理工大学材料科学与工程学院,太原 030024; ；4.陕西科技大学材料原子·分子科学研究所,西安 710021

关键词：绿光激光二极管,光电性能,In组分,组分阶梯InGaN势垒,斜率效率,电光转换效率,

基金：国家自然科学基金(61904120,21972103);山西浙大新材料与化工研究院(2022SX-TD018,2021SX-AT001、002、003)

为探究不同铟(In)组分InxGa1-xN势垒对绿光激光二极管光电性能的影响,本文采用SiLENSe(simulator of light emitters based on nitride semiconductors)仿真软件对一系列具有不同In组分InxGa1-xN势垒的激光二极管进行研究,结果发现InxGa1-xN势垒中In组分最佳值为3%,此时结构的斜率效率最高,内部光学损耗最低,光学限制因子最大,性能最优。在具有In0.03Ga0.97N势垒的多量子阱结构基础上,设计了一种组分阶梯(composition step-graded, CSG)InGaN势垒多量子阱结构,提高了激光二极管的斜率效率和电光转换效率,增加了光场限制能力。仿真结果表明,当注入电流为120 mA时,具有CSG InGaN势垒的多量子阱结构,电光转换效率从17.7%提高至19.9%,斜率效率从1.09 mW/mA增加到1.14 mW/mA,光学限制因子从1.58%增加到1.62%。本文的研究为制备高功率GaN基绿光激光二极管提供了理论指导和数据支撑。

来源：2023年第8期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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