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世界上最短波长激光二极管发出深紫色光线

时间：2021-09-07 16:52:03 来源：

突出荧光屏幕上的UV-C激光器的远场模式。

名古屋大学研究人员表示，他们设计了一种激光二极管，它发出最短波长紫外线迄今为止，具有消毒，皮肤病学和DNA分析中的潜在应用。

据杂志应用物理表达的研究，名古屋大学与Asahi Kasei Corporation合作，成功地设计了一个激光二极管，这些激光二极管发出深紫外线。

“我们的激光二极管在室温下的脉冲[电动]当前注射下，在271.8纳米（NM）下发出世界上最短的激光波长，”名古屋大学未来电子综合研究中心Chiaki Sasaoka教授说。

UV-C半导体激光二极管的横截面结构。

萨萨奥卡解释说，以前仅设法实现了降低至336纳米的排放量。

发射短波长紫外光的激光二极管，其称为UV-C并在200至280nm的波长区域中，可用于医疗保健中的消毒，用于治疗牛皮癣等皮肤病，以及分析气体和DNA 。

名古屋大学深度紫外线激光二极管克服了科学家们在努力开发这些半导体装置的工作中遇到的几个问题。

该团队使用优质氮化铝（ALN）衬底作为构建激光二极管层的底座。如此，他们说是必要的，因为较低质量的ALN包含大量缺陷，这最终影响激光二极管的有源层的效率将电能转换为光能。

脉冲操作下的发射特性。

在激光二极管中，“p型”和“n型”层被“量子阱”分开。当电流通过激光二极管时，在p型层中的带正电的孔和在n型层中的带负电的电子朝向中心流动，以组合，以称为光子的光颗粒的形式释放能量。

研究人员很好地设计了量子，因此它会发出深紫色的光线。P-和N型层由氮化铝（AlGaN）制成。覆层层也由AlGaN制成，置于P-和N型层的任一侧。N型层下方的包层包括硅杂质，是一种称为掺杂的过程。掺杂用作改变材料性质的技术。在p型层上方的包层接受了分布式偏振掺杂，其在不添加杂质的情况下掺杂该层。设计了P侧包层中的铝含量，使其在底部最高，朝向顶部的最高。研究人员认为，这种铝梯度增强了带正电孔的流动。最终加入顶部接触层，其由掺杂镁的p型AlGaN制成。

研究人员发现，P侧包层层的偏振掺杂意味着需要13.8V的“非常低的工作电压”的脉冲电流来发射“到目前为止的最短波长”。

该团队正在通过Asahi Kasei Corporation进行高级联合研究，以实现连续室温深紫色激光，以开发UV-C半导体激光产品。

参考：“271.8 nm深度紫外线激光二极管进行室温操作”由Ziyi Zhang，Maki Kushimoto，Tadayoshi Sakai，Naoharu Sugiyama，Leo J. Schowalter，Chiaki Sasaoka和Hiroshi Amano，2019年7月7日，应用物理表达.DO：
10.7567 / 1882-0786 / AB50E0

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