组分阶梯InGaN势垒对绿光激光二极管光电性能的影响

作者：侯俨育; 董海亮; 贾志刚; 贾伟; 梁建; 许并社

来源：人工晶体学报, 2023, 52(08): 1386-1393.

DOI：10.3969/j.issn.1000-985X.2023.08.003

• 绿光激光二极管
• 光电性能
• In组分
• 组分阶梯InGaN势垒
• 斜率效率
• 电光转换效率

为探究不同铟(In)组分In_xGa_(1-x)N势垒对绿光激光二极管光电性能的影响，本文采用SiLENSe(simulator of light emitters based on nitride semiconductors)仿真软件对一系列具有不同In组分In_xGa_(1-x)N势垒的激光二极管进行研究，结果发现In_xGa_(1-x)N势垒中In组分最佳值为3%,此时结构的斜率效率最高，内部光学损耗最低，光学限制因子最大，性能最优。在具有In_(0.03)Ga_(0.97)N势垒的多量子阱结构基础上，设计了一种组分阶梯(composition step-graded, CSG)InGaN势垒多量子阱结构，提高了激光二极管的斜率效率和电光转换效率，增加了光场限制能力。仿真结果表明，当注入电流为120 mA时，具有CSG InGaN势垒的多量子阱结构，电光转换效率从17.7%提高至19.9%,斜率效率从1.09 mW/mA增加到1.14 mW/mA,光学限制因子从1.58%增加到1.62%。本文的研究为制备高功率GaN基绿光激光二极管提供了理论指导和数据支撑。

• 单位
  太原理工大学; 陕西科技大学; 浙江大学