استفاده از لیزرهای دیودی چاه کوانتومی دوگانهINGAN با ساختار تطبیق شده پلاریزاسیون در سد پتانسیل با ترکیب چهارعنصری ALINGAN

توسعه لیزر دیودهای مبتنی بر گالیم نیتراید (GaN- based LDs) در سال های اخیر با توجه به کاربردهای آن در صفحات نمایش، گسیلنده های نور حالت جامد، سیستم های ذخیره سازی نوری با چگالی بالا، و صفحات نمایش نور تمام رنگی، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در ترکیبات مواد گروه سوم و نیترایدها (III-Nitrides)، وجود پلاریزاسیون خود به خودی و اثرات پلاریزاسیون پیزوالکتریک باعث ایجاد میدان قوی الکترواستاتیکی می گردد، که به شدت روی کارایی لیزرهای دیودیInGaN تاثیر می گذارد. در این مقاله اثرات ساختار سد پتانسیل با ترکیب چهارعنصری (Quaternary AlInGAN barrier) بر کارایی لیزرهای دوگانه InGaN گسیل کننده در طول موج های بنفش دور، با طول موج گسیلی خروجی 390 نانومتر به صورت عددی با استفاده از نرم افزار ISD-TCAD بررسی شده است. ساختار اصلی لیزر با لایه سد پتانسیل InGaN، یک ساختار اصلاح شده از لیزر ساخته شده توسط ناکامورا و همکارانش است که در مقالات آورده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که استفاده از لایه سد پتانسیل با ترکیب چهارعنصری AlInGaN در مقایسه با ساختار اولیه سد پتانسیل دوگانه GaN بطور قابل توجهی موجب کاهش اثرات میدان پلاریزاسیون خودبخودی و پلاریزاسیون پیزوالکتریک می شود که خود موجب افزایش چگالی جریان در محیط فعال، و افزایش بازترکیب تابشی می شود. نتایج نشان می دهد که ساختار لیزر دیودی با لایه بازدارنده چهارعنصری AlInGaN باعث افزایش توان خروجی از32 به 58 میلی وات و کاهش جریان آستانه لیزر از 42 به 31 میلی آمپرمی گردد. بهبود کارایی لیزر ناشی از کاهش اثرات میدان پلاریزاسیون خودبخودی و پلاریزاسیون پیزوالکتریک بواسطه ساختار تطبیق پلاریزاسیون در سد پتانسیل با ترکیب چهارعنصری AlInGaN است.

کلیدواژه ها:

دیواره های کوانتومی چهارتایی AlInGaN ، لیزرهای چاه کوانتومی دوگانه InGaN ، اثرات پلاریزاسیون ، شبیه سازی عددی