Greatly suppressed potential inhomogeneity and performance improvement of c-plane InGaN green laser diodes

激光显示、医疗设备及量子通信迫切需求高性能GaN基绿光激光二极管(LD). 研制绿光LD最大的挑战是生长高势能均匀性的InGaN/GaN多量子阱. 我们采用各种光学测量手段对绿光LD结构和芯片进行了表征. 在激发功率密度为7 W cm−2时, 300 K下光致发光半高宽为108 meV, 电流密度为20 A cm−2时, 电致发光半高宽为114 meV, 这些研究结果表明势能均匀性得到了显著改善. 同时, 由变温光致发光测试得到的表征局域态分布宽度的σ值和由时间分辨光致发光测试得到的表征激子局域带尾态的E0值都很小, 进一步表明势能均匀性很好. 由于势能均匀性的极大改善, 实现了斜率效率0.8W A −1, 输出光功率可以达到1.7W的绿光LD芯片.