De hetero epitaksiale materialer, der bruges til at fremstille kvantekaskadelaser (QCL), er hovedsageligt InP-baseret GaInAs/AlInAs-materialesystem, GaAs-baseret GaAs/AlGaAs-materialesystem og antimonidmaterialesystem.PAM-XIAMENkan give InP-baserede kvantekaskadelasere tyndfilm, som følger:
1. InGaAs/InAlAs/InP for Quantum Cascade Laser Diode
PAM210906 – QCL
Nr. 1 InP Hetero Epitaxial Materialer til Quantum-Cascade Laser med et spektralområde på 4-5μm
| Lag nr. | Materiale | Gruppe | iteration | Tykkelse, Å | Dopingniveau Si (cm-3) |
| 27 | I0.53ga0.47Som | – | – | 2000 | – |
| 26 | InP | – | – | – | – |
| 25 | InP | – | – | – | – |
| 24 | IXXgaXXSom | – | – | – | |
| 23 | IXXAlXXSom | – | |||
| 22 | IXXgaXX1As | – | |||
| 21 | IXXAlXXSom | – | |||
| 20 | I0.669ga0.331Som | – | |||
| 19 | IXXAlXXSom | – | |||
| 18 | IXXgaXXSom | – | |||
| 17 | IXXAlXXSom | – | |||
| 16 | IXXgaXXSom | – | |||
| 15 | IXXAlXXSom | – | |||
| 14 | IXXgaXXSom | – | |||
| 13 | IXXAlXXSom | – | |||
| 12 | IXXgaXXSom | – | |||
| 11 | IXXAlXXSom | – | – | ||
| 10 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 9 | IXXAlXXSom | – | – | ||
| 8 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 7 | IXXAlXXSom | – | |||
| 6 | IXXgaXXSom | – | |||
| 5 | IXXAlXXSom | – | |||
| 4 | IXXgaXXSom | – | |||
| 3 | IXXAlXXSom | – | |||
| 2 | InP | – | – | – | – |
| 1 | InP substrat | 350um | 3×1017 |
Nr. 2 InGaAs/InAlAs/InP Heteroepitaxy for QCL med et spektralområde på 7-9μm
| Lag nr. | Materiale | Gruppe | iteration | Tykkelse, Å | Dopingniveau
Si (cm-3) |
| 25 | IXXgaXXSom | – | – | 200 | – |
| 24 | IXXgaXXSom | – | 1 | – | – |
| 23 | InP | – | – | – | – |
| 22 | IXXgaXXSom | – | – | – | |
| 21 | AlXXIXXSom | – | |||
| 20 | IXXgaXXSom | – | |||
| 19 | AlXXIXXSom | – | |||
| 18 | IXXgaXXSom | – | |||
| 17 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 16 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 15 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 14 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 13 | AlXXIXXSom | – | |||
| 12 | IXXgaXXSom | – | |||
| 11 | AlXXIXXSom | – | |||
| 10 | IXXgaXXSom | – | |||
| 9 | AlXXIXXSom | – | |||
| 8 | IXXgaXXSom | – | |||
| 7 | AlXXIXXSom | – | |||
| 6 | IXXgaXXSom | – | |||
| 5 | AlXXIXXSom | – | |||
| 4 | IXXgaXXSom | – | |||
| 3 | Al0.48I0.52Som | – | |||
| 2 | IXXgaXXSom | – | – | – | 5×1016 |
| 1 | Substrat InP | – | 1-3×1017 |
Nr. 3 InAlAs/InGaAs heteroepitaksial vækst for QCL med et spektralområde på 7-9μm
| Lag nr. | Materiale | gruppe | iteration | Tykkelse, Å | Dopingniveau Si (cm-3) |
| 79 | IXXgaXXSom | – | 1 | – | – |
| 78 | InP | – | – | 2000 | – |
| 77 | InP | 3 | – | – | – |
| 76 | InP | – | – | – | 2×1016 |
| 75 | AlXXIXXSom | – | – | – | – |
| 74 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 73 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 72 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 71 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 70 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 69 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 68 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 67 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 66 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 65 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 64 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 63 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 62 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 61 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 60 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 59 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 58 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 57 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 56 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 55 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 54 | IXXgaXXSom | – | – | – | – |
| 53 | AlXXIXXSom | – | – | – | – |
| 52 | IXXgaXXSom | – | – | – | – |
| 51 | AlXXIXXSom | – | – | – | |
| 50 | IXXgaXXSom | – | |||
| 49 | AlXXIXXSom | – | |||
| 48 | IXXgaXXSom | – | |||
| 47 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 46 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 45 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 44 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 43 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 42 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 41 | AlXXIXXSom | – | |||
| 40 | IXXgaXXSom | – | |||
| 39 | AlXXIXXSom | – | |||
| 38 | IXXgaXXSom | – | |||
| 37 | AlXXIXXSom | – | |||
| 36 | IXXgaXXSom | – | |||
| 35 | AlXXIXXSom | – | |||
| 34 | IXXgaXXSom | – | |||
| 33 | AlXXIXXSom | – | |||
| 32 | IXXgaXXSom | – | |||
| 31 | AlXXIXXSom | – | |||
| 30 | IXXgaXXSom | – | |||
| 29 | AlXXIXXSom | – | – | – | |
| 28 | IXXgaXXSom | – | – | – | – |
| 27 | AlXXIXXSom | – | – | – | |
| 26 | IXXgaXXSom | – | – | – | |
| 25 | AlXXIXXSom | – | – | – | |
| 24 | IXXgaXXSom | – | 1 | – | – |
| 23 | AlXXIXXSom | – | – | – | – |
| 22 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 21 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 20 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 19 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 18 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 17 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 16 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 15 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 14 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 13 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 12 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 11 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 10 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 9 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 8 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 7 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 6 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 5 | AlXXIXXSom | – | – | ||
| 4 | IXXgaXXSom | – | – | ||
| 3 | Al0.48I0.52Som | – | – | ||
| 2 | InP | – | – | – | |
| 1 | InP substrat | 350 μm | 3×1018 |
2. Hvorfor fremstille QCL-laser baseret på InGaAs/AlInAs hetero-epitaksiale materialer?
Årsagerne til, at brug af InGaAs/InAlAs hetero epitaksiale materialer til at fremstille QCL hovedsageligt er:
1) Laserforstærkningen af QCL er proportional med (me)– 3/2. Da den elektroneffektive masse me i InGaAs er mindre end den elektroneffektive masse i GaAs, er forstærkningen af InGaAs/InAlAs hetero epitaksiale materialesystem større end for GaAs/AlGaAs materialesystem;
2) Ledningsbåndrækkefølgen af InGaAs/InAlAs hetero epitaksiale materialesystem er relativt stor vist som i fig. 1, og energigabet mellem højenergitilstandene af laserovergange er stort, hvilket gør kvantekaskadehalvlederlaser lettere at opnå lasering. Derudover er der faktorer som bølgeledertab og varmeafledningseffektivitet.
Fig. 1 Gitterkonstanter (a) og båndgab (b) af InGaAs/InAlAs heteroepitaksiale materiale
3. Hvad er en kvantekaskadelaser?
QCL er en mellem-infrarødt bånd monopol lyskilde baseret på elektronovergang mellem underbånd.
Hvordan fungerer en kvantekaskadelaser? Arbejdsprincippet er forskelligt fra det for konventionelle halvlederlasere. Dens laserskema er at bruge de adskilte elektroniske tilstande forårsaget af kvanteindeslutningseffekt i et halvleder-heterostruktur tyndt lag vinkelret på tykkelsen af nanometerniveau, og generere partikelantal inversion mellem disse exciterede tilstande. Det aktive område af laseren er sammensat af flertrins sammenkædning af koblede kvantebrønde (normalt mere end 500 lag) for at opnå multifotonoutput af enkeltelektroninjektion. Fingeraftryksegenskaben ved QCL er, at driftsbølgelængden ikke er direkte relateret til båndgabet af de anvendte materialer, men kun bestemt af underbåndsafstanden mellem de koblede kvantebrønde, således at kvantekaskadelaserbølgelængden kan skræddersyes i et stort område .
På nuværende tidspunkt er kvantekaskadelaserapplikationer hovedsageligt inden for gasdetektion, infrarød modforanstaltninger og terahertz-kommunikation.
For mere information, kontakt os venligst e-mail påvictorchan@powerwaywafer.com og powerwaymaterial@gmail.com.