绿光激光器InGaN量子阱有源区热退化及其抑制方法

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基本信息

项目摘要

Laser-based displays constructed by red/green/blue laser sources can offer the most saturated colors and the most large color gamut, and has attracted great interests among researchers. High-performance GaN-based green laser diodes(LDs) are desirable for laser-based displays. Thermal degradation of InGaN quantum well (QW) active region is one of limitation to improve the performances of GaN-based green laser diodes. We propose to study in details the characterization methods of thermal degradation of InGaN QWs in green LD structures and the main factors leading to the thermal degradation. Based on these studies, the mechanism of thermal degradation of In-rich InGaN QWs will be disclosed. . Relatively low growth temperature for p-AlGaN cladding layer subsequent to InGaN QWs will be used to suppress thermal degradation of InGaN QWs. However, the issue of high resistance of p-AlGaN due to low growth temperature need to addressed. Therefore, we will study defects, impurities,Mg doping and electrical properties of AlGaN:Mg grown at low temperature in order to disclose the cause of high resistance for low-temperature grown p-AlGaN layer and find out the way to reduce it. . On the other hand, adopting ITO layer as upper cladding instead of p-AlGaN in green LD structures can avoid the thermal process and thus improve the quality of InGaN QWs. Therefore, we will study the design and fabrication of green LD structure with ITO upper cladding layer in order to improve the performances of GaN-based green LDs.
红绿蓝三基色激光显示可以实现大色域、高饱和度显示,是国际显示领域的研究热点。激光显示技术迫切需要高性能的GaN基绿光激光器,InGaN量子阱的热退化是限制GaN基绿光激光器性能提升的瓶颈之一。本课题拟深入研究GaN基绿光激光器InGaN量子阱热退化的表征方法、影响因素,揭示高In组分InGaN量子阱的热退化机理。. 为了抑制绿光激光器InGaN量子阱有源区的热退化,拟采用相对低的温度生长p-AlGaN上限制层,为此需要解决低温生长p-AlGaN的高电阻问题。拟研究低温生长p-AlGaN的缺陷、杂质、Mg掺杂和电学性质,揭示其电阻高的机理,寻求降低其电阻的方法。. 另一方面,拟采用ITO为绿光激光器的上限制层,避免InGaN量子阱经受高温过程,提升绿光激光器InGaN量子阱有源区质量。 拟研究新型ITO上限制层绿光激光器的结构设计和制备,提升绿光激光器性能。

结项摘要

红绿蓝三基色激光显示可以实现大色域、高饱和度显示,是国际显示领域的研究热点。激光显示技术迫切需要高性能的GaN基绿光激光器,InGaN量子阱增益区的热退化是限制GaN基绿光激光器性能提升的主要瓶颈之一。. 本课题深入研究了GaN基绿光激光器InGaN量子阱热退化的影响因素,揭示了绿光量子阱增益区热退化机理,在高温作用下富In的InGaN团簇分解,形成In金属和孔洞,并提出了抑制缺陷的方法。. 为了抑制绿光激光器InGaN量子阱有源区的热退化,需要采用相对低的温度生长p-AlGaN上限制层。研究了低温生长p-AlGaN的缺陷、杂质和电学性质,揭示了C杂质是低温生长p-AlGaN:Mg的主要补偿施主,提出了抑制C杂质的生长方法,大幅降低了p-AlGaN:Mg的电阻率。. 进一步设计并制备了以ITO为p型限制层的新型激光器,大幅抑制了量子阱质量退化,绿光激光器自发辐射的内量子效率达到76%,阈值电流密度低至1.6 kA/cm2,达到国际一流水平。. 在以上工作基础上,研制出光功率达到500mW的绿光激光器。绿光激光芯片和器件已经得到国内企业的验证,是国内唯一能提供国产绿光半导体激光芯片的研制单位。在国内外著名期刊上发表论文23篇,国际国内会议邀请报告21次,申请或授权专利15个。

项目成果

期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(15)
Suppression of recombination in waveguide in c-plane InGaN-based green laser diodes
c 面 InGaN 基绿光激光二极管中波导复合的抑制
  • DOI:
    10.1016/j.spmi.2017.08.005
  • 发表时间:
    2017-11-01
  • 期刊:
    SUPERLATTICES AND MICROSTRUCTURES
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Cheng, Yang;Liu, Jianping;Yang, Hui
  • 通讯作者:
    Yang, Hui
GaN-Based Blue Laser Diodes With 2.2 W of Light Output Power Under Continuous-Wave Operation
连续波操作下光输出功率为 2.2 W 的 GaN 基蓝色激光二极管
  • DOI:
    10.1109/lpt.2017.2770169
  • 发表时间:
    2017-12-15
  • 期刊:
    IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Liu, Jianping;Zhang, Liqun;Yang, Hui
  • 通讯作者:
    Yang, Hui
Strain-Related Degradation of GaN-Based Blue Laser Diodes
GaN 基蓝色激光二极管与应变相关的退化
  • DOI:
    10.1109/jstqe.2019.2947602
  • 发表时间:
    2019-10
  • 期刊:
    IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Pengyan Wen;Huixin Xiu;Shuming Zhang;Jianping Liu;Liqun Zhang;Aiqin Tian;Feng Zhang;Renlin Zhou;Deyao Li;Masao Ikeda;Wei Zhou;Hui Yang
  • 通讯作者:
    Hui Yang
Effect of Droop Phenomenon in InGaN/GaN Blue Laser Diodes on Threshold
InGaN/GaN 蓝色激光二极管的下降现象对阈值的影响
  • DOI:
    10.1088/0256-307x/34/9/097801
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Fan Xiao-Wang;Liu Jian-Ping;Zhang Feng;Ikeda Masao;Li De-Yao;Zhang Shu-Ming;Zhang Li-Qun;Tian Ai-Qin;Wen Peng-Yan;Ma Guo-Hong;Yang Hui
  • 通讯作者:
    Yang Hui
GaN-based green laser diodes
GaN基绿光激光二极管
  • DOI:
    10.1088/1674-4926/37/11/111001
  • 发表时间:
    2016-11-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF SEMICONDUCTORS
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Jiang Lingrong;Liu Jianping;Yang Hui
  • 通讯作者:
    Yang Hui

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其他文献

Islet-1在乙酰化调控网络中特异性辅助C3H10T1/2细胞向心肌样细胞分化
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    2.Dept.of Cardiology,children’s Hospital, Chongqin
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
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大豆豆渣中异黄酮的超声提取工艺研究
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  • 通讯作者:
    胡林

其他文献

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刘建平的其他基金

大功率InGaN基LED新型外延结构研究
  • 批准号:
    61076119
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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