美國加州大學(xué)圣塔巴巴拉分校（UCSB）教授中村修二領(lǐng)導(dǎo)的研究小組研制的在GaN結(jié)晶非極性面（nonpolar）上形成的藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器（以下，非極性藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器）的詳細(xì)情況現(xiàn)已公開。

　　該研究小組于2007年1月宣布開發(fā)出了世界首個非極性藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器，但出于研究成果正在向論文期刊投稿中等原因，技術(shù)的詳細(xì)未作公開。此次，“Japanese Journal of Applied Physics（JJAP）”（Vol.46，No.9，2007）學(xué)術(shù)雜志刊登了該激光元件的特性及元件構(gòu)造（刊登在pp.L190-L191）。該論文的成果是繼發(fā)光二極管（led）之后，中村研究小組利用GaN結(jié)晶非極性面和半極性面開發(fā)發(fā)光元件的又一新成果。

　　公布共振器長度和轉(zhuǎn)位密度

　　目前市場上的藍(lán)光光驅(qū)和HD DVD光驅(qū)使用的藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器是在GaN結(jié)晶的極性面c面（（0001）面）上形成的激光元件。非極性面是指極性面法線方向上的面（參照圖片）。利用非極性面，在理論上有助于外部量子效率和發(fā)光效率的提高。但是，在GaN結(jié)晶非極性面上制作激光元件需要克服多個難題。例如利用非極性面會受到GaN結(jié)晶層積缺陷的影響、制備能夠使用非極性面且結(jié)晶缺陷較少的GaN底板非常困難等。

　　此次試制的非極性藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器有共振器長度為600μm和1000μm的2種。“600μm 接近現(xiàn)有產(chǎn)品，尺寸比較實(shí)用”（其他廠商技術(shù)人員）。脈沖振蕩時的閾值電流密度，600μm的為8.2kA/cm2、1000μm的為 7.5kA/cm2。閾值電壓均為10V左右。共振器長度為600μm的試制品的振蕩波長為405.5nm，F(xiàn)WHM（full width half maximum）為1nm。經(jīng)確認(rèn)可在占空比10％以下進(jìn)行脈沖振蕩?；钚詫硬捎肐nGaN和GaN的多量子井結(jié)構(gòu)，層厚度均為8nm。量子井層數(shù)為5 層。

　　底板采用了三菱化學(xué)制造的GaN結(jié)晶塊。沿c軸方向?qū)⒗肏VPE法形成的GaN結(jié)晶塊切割，切割要點(diǎn)是把m面露出。在GaN底板的(11-00)面上有利用MOCVD法制作的元件。GaN底板的轉(zhuǎn)位密度小于5×106cm-2。一般來說，轉(zhuǎn)位密度小有利于提高外部量子效率和輸出功率。

　　除此之外，“JJAP”（Vol.46，No.9，2007）還刊登了羅姆的研究小組試制的非極性藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器（刊登在pp.L187-L189），羅姆的激光器成功實(shí)現(xiàn)了連續(xù)振蕩。