GaN/GaInN量子結構及藍紫光雷射二極體研究(I)

Abstract

目前製作量子點最直接的方法就是將以MOCVD或MBE成長之量子阱以微影蝕刻之方式製作大小適中之量子點陣列，但是因為在製作過程中產生太多的非發光性缺陷，而影響材料之光電特性。利用控制磊晶條件成長量子結構為另外一種製作量子點之方法，可以降低非發光性缺陷密度，使得製作量子點元件成為可能，但因為生成量子點之磊晶條件不易控制，所以要獲得尺寸大小相當及位置排列整齊之量子點非常困難。 量子結構之雷射元件因為能階呈現量子狀態，可以有效降低雷射之起振電流(threshold current)、減少元件特性與溫度之關係以及具有非線性光增益等效益。尤其對於高能隙材料如GaN-GaInN系列之元件更顯重要，因為電洞及電子有效質量之比值(mv/mc)較大，所以起振電流將比GaAs系列之雷射大，因此更需要利用量子結構來降低起振電流。 本研究計劃使用MOCVD在氧化鋁基板或氮化鎵基板上成長GaN/GaInN量子阱及量子點結構，並研究GaN/GaInN量子點形成之機制及其相關之光電特性。在獲得良好品質之量子結構後，將進一步研究量子結構之GaN/GaInN藍紫光二極體雷射。