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[2019年IEEE光子学会议(IPC) - 美国德克萨斯州圣安东尼奥(2019.9.29-2019.10.3)] 2019年IEEE光子学会议(IPC) - 半导体激光器用亚稳态III/V材料

DOI：10.1109/IPCon.2019.8908299 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 处于平衡相图混溶间隙内的亚稳态材料，以及晶格参数工程化虚拟衬底的开发，为大幅扩展半导体激光器可用材料平台提供了途径，从而实现更高性能和更广的发射波长范围。适用于激光应用的半导体合金成分通常受限于在现有衬底平台上合成晶格匹配或赝应变层量子阱（QWs）的能力。这阻碍了某些波长区域的实现以及先进异质结构设计的充分利用。能够合成处于平衡相图混溶间隙内的亚稳态材料（如稀氮和稀铋III/V化合物），为大幅扩展先进器件开发的可用材料平台提供了途径。此外，通过工程化衬底晶格常数来制备设计指定的虚拟衬底，能够实现新型异质结构器件设计。本报告将重点介绍此类材料的开发及采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）的器件实现。
作者： Luke J. Mawst
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究利用亚稳态III/V族材料及晶格参数工程化虚拟衬底来拓展半导体激光器的材料平台，从而实现更高性能和更广泛的发射波长范围。

研究成果

亚稳态III/V族材料与晶格工程虚拟衬底的发展，为拓展半导体激光器的材料平台提供了可行路径，使其能够覆盖新的波长区域并实现先进异质结构设计。但在材料合成与器件性能优化方面仍存在挑战。

研究不足

通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）合成亚稳态材料存在挑战，包括较低的生长温度和狭窄的工艺窗口，这可能影响材料质量和器件性能。热退火过程中富铋沉淀的形成及其对器件性能的影响尚未完全明确。

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