Los materiales heteroepitaxiales utilizados para fabricar láser de cascada cuántica (QCL) son principalmente sistemas de materiales GaInAs/AlInAs basados en InP, sistemas de materiales GaAs/AlGaAs basados en GaAs y sistemas de materiales antimonuro.PAM-XIAMENPuede proporcionar una película delgada de láseres de cascada cuántica basados en InP, de la siguiente manera:
1. InGaAs/InAlAs/InP para diodos láser en cascada cuántica
PAM210906 – QCL
Materiales heteroepitaxiales InP n.° 1 para láser en cascada cuántica con un rango espectral de 4-5 μm
| Capa No. | Materiales | Grupo | iteración | Espesor, Å | nivel de dopaje Si (cm-3) |
| 27 | En0.53Georgia0.47Como | – | – | 2000 | – |
| 26 | En p | – | – | – | – |
| 25 | En p | – | – | – | – |
| 24 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | – | |
| 23 | EnXXAlabamaXXComo | – | |||
| 22 | EnXXGeorgiaXX1como | – | |||
| 21 | EnXXAlabamaXXComo | – | |||
| 20 | En0.669Georgia0.331Como | – | |||
| 19 | EnXXAlabamaXXComo | – | |||
| 18 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 17 | EnXXAlabamaXXComo | – | |||
| 16 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 15 | EnXXAlabamaXXComo | – | |||
| 14 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 13 | EnXXAlabamaXXComo | – | |||
| 12 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 11 | EnXXAlabamaXXComo | – | – | ||
| 10 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 9 | EnXXAlabamaXXComo | – | – | ||
| 8 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 7 | EnXXAlabamaXXComo | – | |||
| 6 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 5 | EnXXAlabamaXXComo | – | |||
| 4 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 3 | EnXXAlabamaXXComo | – | |||
| 2 | En p | – | – | – | – |
| 1 | Sustrato InP | 350um | 3×1017 |
Heteroepitaxia InGaAs/InAlAs/InP n.º 2 para QCL con un rango espectral de 7-9 μm
| Capa No. | Materiales | Grupo | iteración | Espesor, Å | nivel de dopaje
Si (cm-3) |
| 25 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | 200 | – |
| 24 | EnXXGeorgiaXXComo | – | 1 | – | – |
| 23 | En p | – | – | – | – |
| 22 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | – | |
| 21 | AlabamaXXEnXXComo | – | |||
| 20 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 19 | AlabamaXXEnXXComo | – | |||
| 18 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 17 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 16 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 15 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 14 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 13 | AlabamaXXEnXXComo | – | |||
| 12 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 11 | AlabamaXXEnXXComo | – | |||
| 10 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 9 | AlabamaXXEnXXComo | – | |||
| 8 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 7 | AlabamaXXEnXXComo | – | |||
| 6 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 5 | AlabamaXXEnXXComo | – | |||
| 4 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 3 | Alabama0.48En0.52Como | – | |||
| 2 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | – | 5×1016 |
| 1 | Entrada de sustrato | – | 1-3×1017 |
No. 3 Crecimiento heteroepitaxial de InAlAs/InGaAs para QCL con un rango espectral de 7-9μm
| Capa No. | Materiales | grupo | iteración | Espesor, Å | nivel de dopaje Si (cm-3) |
| 79 | EnXXGeorgiaXXComo | – | 1 | – | – |
| 78 | En p | – | – | 2000 | – |
| 77 | En p | 3 | – | – | – |
| 76 | En p | – | – | – | 2×1016 |
| 75 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | – | – |
| 74 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 73 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 72 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 71 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 70 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 69 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 68 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 67 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 66 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 65 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 64 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 63 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 62 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 61 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 60 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 59 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 58 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 57 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 56 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 55 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 54 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | – | – |
| 53 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | – | – |
| 52 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | – | – |
| 51 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | – | |
| 50 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 49 | AlabamaXXEnXXComo | – | |||
| 48 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 47 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 46 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 45 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 44 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 43 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 42 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 41 | AlabamaXXEnXXComo | – | |||
| 40 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 39 | AlabamaXXEnXXComo | – | |||
| 38 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 37 | AlabamaXXEnXXComo | – | |||
| 36 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 35 | AlabamaXXEnXXComo | – | |||
| 34 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 33 | AlabamaXXEnXXComo | – | |||
| 32 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 31 | AlabamaXXEnXXComo | – | |||
| 30 | EnXXGeorgiaXXComo | – | |||
| 29 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | – | |
| 28 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | – | – |
| 27 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | – | |
| 26 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | – | |
| 25 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | – | |
| 24 | EnXXGeorgiaXXComo | – | 1 | – | – |
| 23 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | – | – |
| 22 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 21 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 20 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 19 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 18 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 17 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 16 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 15 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 14 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 13 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 12 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 11 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 10 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 9 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 8 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 7 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 6 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 5 | AlabamaXXEnXXComo | – | – | ||
| 4 | EnXXGeorgiaXXComo | – | – | ||
| 3 | Alabama0.48En0.52Como | – | – | ||
| 2 | En p | – | – | – | |
| 1 | Sustrato InP | 350 micras | 3×1018 |
2. ¿Por qué fabricar láser QCL basado en materiales heteroepitaxiales de InGaAs/AlInAs?
Las razones por las que se utilizan materiales heteroepitaxiales de InGaAs/InAlAs para fabricar QCL son principalmente:
1) La ganancia del láser de QCL es proporcional a (me)– 3/2. Dado que la masa efectiva del electrón me en InGaAs es menor que la masa efectiva del electrón en GaAs, la ganancia del sistema de material heteroepitaxial de InGaAs/InAlAs es mayor que la del sistema de material GaAs/AlGaAs;
2) El orden de la banda de conducción del sistema de materiales heteroepitaxiales de InGaAs/InAlAs es relativamente grande, como se muestra en la figura 1, y la brecha de energía entre los estados de alta energía de las transiciones láser es grande, lo que hace que el láser semiconductor de cascada cuántica sea más fácil de lograr. Además, existen factores como la pérdida de la guía de ondas y la eficiencia de disipación de calor.
Fig. 1 Constantes de red (a) y bandas prohibidas (b) de material heteroepitaxial de InGaAs/InAlAs
3. ¿Qué es un láser en cascada cuántica?
QCL es una fuente de luz monopolo de banda de infrarrojo medio basada en la transición de electrones entre subbandas.
¿Cómo funciona un láser de cascada cuántica? El principio de funcionamiento es diferente al de los láseres semiconductores convencionales. Su esquema láser consiste en utilizar los estados electrónicos separados causados por el efecto de confinamiento cuántico en una capa delgada de heteroestructura semiconductora perpendicular al espesor del nivel nanométrico, y generar una inversión del número de partículas entre estos estados excitados. La región activa del láser se compone de una concatenación de múltiples etapas de pozos cuánticos acoplados (generalmente más de 500 capas) para lograr una salida de múltiples fotones de inyección de un solo electrón. La característica de huella digital de QCL es que la longitud de onda operativa no está directamente relacionada con la banda prohibida de los materiales utilizados, sino que solo está determinada por el espaciado de subbandas de los pozos cuánticos acoplados, de modo que la longitud de onda del láser de cascada cuántica se puede adaptar en un amplio rango. .
En la actualidad, las aplicaciones del láser de cascada cuántica se encuentran principalmente en la detección de gases, contramedidas infrarrojas y comunicación de terahercios.
Para obtener más información, contáctenos por correo electrónico avictorchan@powerwaywafer.com y powerwaymaterial@gmail.com.