半导体蓝、绿光激光器
在早期的蓝光研究领域,可谓是三国争霸。SiC、以GaN为代表的氮化物和宽带隙的二六族半导体材料。
其中SiC是间接带隙半导体,发光效率始终不如后面两种。1995年Cree宣布在SiC衬底上生长了晶体优越的SiC和GaN的合金,蓝光LED发光效率达到850uW。在前期的研究时期,很多人给予很大希望,但是后期被GaN系打败退出研究。氮化物AlN、GaN、InN是直接带隙材料。可以配比三种组分,AlGaN是宽带隙材料,主要用作与GaN的准晶格匹配的异质结。InGaN的带隙对应了绿光、蓝光、紫光范围,可以作为有源层。早期氮化物是人们注意到较早的一个体系,但是阻碍GaN激光器发展的主要障碍是缺乏与GaN材料在晶格常数和热膨胀系数方面相匹配的衬底材料和获得高P型掺杂的问题。到了上世纪80年代,日本中村修二采用沉积过渡层的方法在蓝宝石上生长了高质量的GaN及其合金材料。
二六族蓝绿光激光器
如ZnSe和ZnS及其固溶体在整个可见光波段都是直接带隙半导体。与GaAs的晶格失配仅为0.27,可以在砷化镓衬底上生长出高质量的ZnSe薄膜以实现光电子器件集成。
提高寿命、减少欧姆接触电阻、缩短波长是ZnSe激光实用化的关键。