GaN-Based Vertical Cavity Surface Emitting Lasers and Resonant Cavity Light Emitting Diodes

GaN基垂直腔面发射激光器和谐振腔发光二极管

基本信息

  • 批准号:
    0725506
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2007-09-01 至 2010-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

ECCS- 0725506Morkoc, HadisVirginia Commonwealth UniversityIntellectual MeritsBrighter and higher efficiency light sources possibly based on vertical cavity technology are imperative for fully successful solid-state lighting and telecommunications. The proposed research employs novel epitaxial film growth/fabrication techniques for high quantum efficiency GaN-based microcavity light emitting diodes and electrically injected vertical cavity surface emitting lasers in the violet-green spectral region. Short wavelength GaN-based vertical cavity lasers will very likely provide the foundation for high-density optical data storage and high-speed optical communication, and lighting. The incoherent microcavity emitters also surpass their conventional counterparts due to their directionality, spectral purity, and increased photon extraction efficiency, making them ideal for solid-state lighting with high color rendering index and displays. Both in situ and ex situ epitaxial lateral overgrowth techniques will be used to reduce defect densities in the GaN material. Vertical cavity structures will be fabricated on the nearly defect-free wing regions of the laterally overgrown GaN to avoid nonradiative centers caused by extended and point defects. A unique epitaxial lateral overgrowth technique will allow the bottom metal and/or dielectric reflector stacks, to be used also as the growth masks. By introducing a second lateral overgrowth step, the current conduction will be allowed only through the defect-free active region of the device, promoting efficient hole injection.Broader ImpactsThe proposed research can potentially produce high brightness light sources for general lighting with energy savings and reduced carbon footprint, displays, and vertical lasers for optical storage/networks. Because, the demand for optical storage is growing, development of densely integrated blue vertical cavity lasers can meet the need for faster read-out and writing. Considering the novelty of the proposed device structures intense industrial collaborations are anticipated. This proposal will provide the students and interns with opportunities for cross-disciplinary learning, interactions with international scientists in the group and elsewhere, development of industrial networking, and for realization of the impact of new technologies on the marketplace and environment.
ECCS- 0725506Morkoc,哈迪斯弗吉尼亚联邦大学智力优点可能基于垂直腔技术的更明亮和更高效率的光源对于完全成功的固态照明和电信至关重要。拟议的研究采用新型外延薄膜生长/制造技术,用于高量子效率的基于 GaN 的微腔发光二极管和紫绿光谱区的电注入垂直腔表面发射激光器。短波长 GaN 基垂直腔激光器很可能为高密度光学数据存储、高速光通信和照明提供基础。由于其方向性、光谱纯度和更高的光子提取效率,非相干微腔发射器也超越了传统的同类产品,使其成为具有高显色指数的固态照明和显示器的理想选择。原位和异位外延横向过度生长技术都将用于降低 GaN 材料中的缺陷密度。垂直腔结构将在横向过度生长的 GaN 的几乎无缺陷的翼区上制造,以避免由扩展缺陷和点缺陷引起的非辐射中心。独特的外延横向过度生长技术将允许底部金属和/或电介质反射器堆叠也用作生长掩模。通过引入第二个横向过度生长步骤,电流将只能通过器件的无缺陷有源区域传导,从而促进高效的空穴注入。更广泛的影响所提出的研究有可能产生用于普通照明的高亮度光源,从而节省能源并减少碳足迹、显示器和用于光学存储/网络的垂直激光器。因为,对光存储的需求不断增长,开发密集集成的蓝色垂直腔激光器可以满足更快读出和写入的需求。考虑到所提出的设备结构的新颖性,预计会出现激烈的工业合作。该提案将为学生和实习生提供跨学科学习、与集团和其他地方的国际科学家互动、发展工业网络以及认识新技术对市场和环境影响的机会。

项目成果

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