Лазерная генерация в дисковых микроструктурах InGaN/GaN/AlGaN на кремнии
НИУ ВШЭ, Международное академическое сотрудничество
Моисеев Э.И.
1, Комаров С.Д.
1, Иванов К.А.
1, Цацульников А.Ф.
2, Луценко Е.В.
3, Войнилович А.Г.
3, Сахаров А.В.
2,4, Артеев Д.С.
2,4, Николаев А.Е.
4, Заварин Е.Е.
2,4, Масютин Д.А.
1, Пивоварова А.А.
4, Ильинская Н.Д.
4, Смирнова И.П.
4, Марков Л.К.
4, Жуков А.Е.
1, Крыжановская Н.В.
11Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики", Санкт-Петербург, Россия
2НТЦ микроэлектроники РАН, Санкт-Петербург, Россия
3Институт физики им. Б.И. Степанова Национальной академии наук Беларуси, Минск, Беларусь
4Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия

Email: emoiseev@hse.ru, skomarov@hse.ru, kivanov1992@gmail.com, dmasyutin@hse.ru
Поступила в редакцию: 26 февраля 2025 г.
В окончательной редакции: 26 февраля 2025 г.
Принята к печати: 5 марта 2025 г.
Выставление онлайн: 19 мая 2025 г.
Созданы микродисковые лазеры с использованием полупроводниковой структуры InGaN/GaN на подложке Si. Продемонстрирована лазерная генерация при комнатной температуре в микролазерах диаметром 5-8 μm, работающих при оптической накачке в импульсном режиме на модах шепчущей галереи. Продемонстрирован сдвиг длины волны генерации от 406 до 425 nm за счет уменьшения оптических потерь лазера при увеличении его диаметра в пределах полосы усиления активной области на основе квантовых ям InGaN/GaN. Ключевые слова: дисковый резонатор, III-N-микролазер, моды шепчущей галереи, микролазер на кремнии.
- M. Athanasiou, R. Smith, B. Liu, T. Wang, Sci. Rep., 4, 7250 (2014). DOI: 10.1038/srep07250
- M. Feng, J. Liu, Q. Sun, H. Yang, Prog. Quantum Electron., 77, 100323 (2021). DOI: 10.1016/j.pquantelec.2021.100323
- W.Y. Fu, H.W. Choi, Prog. Quantum Electron., 95, 100516 (2024). DOI: 10.1016/j.pquantelec.2024.100516
- F. Tabataba-Vakili, L. Doyennette, C. Brimont, T. Guillet, S. Rennesson, B. Damilano, E. Frayssinet, J.-Y. Duboz, X. Checoury, S. Sauvage, M. El Kurdi, F. Semond, B. Gayral, P. Boucaud, Sci. Rep., 9, 18095 (2019). DOI: 10.1038/s41598-019-54416-3
- S. Nakamura, M. Senoh, S.-I. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, H. Kiyoku, Y. Sugimoto, T. Kozaki, H. Umemoto, Jpn. J. Appl. Phys., 37, L309 (1998). DOI: 10.1143/JJAP.37.L309
- G.P. Yablonskii, E.V. Lutsenko, V.N. Pavlovskii, V.Z. Zubialevich, A.L. Gurskii, H. Kalisch, A. Szymakowskii, R.A. Jansen, A. Alam, Y. Dikme, B. Schineller, M. Heuken, Phys. Status Solidi A, 192, 54 (2002). DOI: 10.1002/1521-396X(200207)192:1<54::AID-PSSA54>3.0.CO;2-2
- E.V. Lutsenko, V.N Pavlovskii, V.Z. Zubialevich, A.I. Stognij, A.L. Gurskii, V.A. Hryshanau, A.S. Shulenkov, G.P. Yablonskii, O. Schon, H. Protzmann, M. Lunenburger, B. Schineller, Y. Dikme, R.H. Jansen, M. Heuken, Phys. Status Solidi C, 0 (1), 272 (2002). DOI: 10.1002/pssc.200390041
- A. Dadgar, A. Strittmatter, J. Blasing, M. Poschenrieder, O. Contreras, P. Veit, T. Riemann, F. Bertram, A. Reiher, A. Krtschil, A. Diez, T. Hempel, T. Finger, A. Kasic, M. Schubert, D. Bimberg, F.A. Ponce, J. Christen, A. Krost, Phys. Status Solidi C, 0 (6), 1583 (2003). DOI: 10.1002/pssc.200303122
- K. Cheng, M. Leys, S. Degroote, B. Van Daele, S. Boeykens, J. Derluyn, M. Germain, G. Van Tendeloo, J. Engelen, G. Borghs, J. Electron. Mater., 35, 592 (2006). DOI: 10.1007/s11664-006-0105-1
- B. Leung, J. Han, Q. Sun, Phys. Status Solidi C, 11 (3), 437 (2014). DOI: 10.1002/pssc.201300690
- L.Q. Zhang, D.S. Jiang, J.J. Zhu, D.G. Zhao, Z.S. Liu, S.M. Zhang, H. Yang, J. Appl. Phys., 105, 023104 (2009). DOI: 10.1063/1.3068182
- T.J. Puchtler, A. Woolf, T. Zhu, D. Gachet, E.L. Hu, R.A. Oliver, ACS Photon., 1 (2), 137 (2015). DOI: 10.1021/ph500426g
- E.V. Lutsenko, A.V. Danilchyk, N.P. Tarasuk, V.N. Pavlovskii, A.L. Gurskii, G.P. Yablonskii, L. Rahimzadeh Khoshroo, H. Kalisch, R.H. Jansen, Y. Dikme, B. Schineller, M. Heuken, Superlat. Microstruct., 41 (5-6), 400 (2007). DOI: 10.1016/j.spmi.2007.03.021
- M. Athanasiou, R.M. Smith, J. Pugh, Y. Gong, M.J. Cryan, T. Wang, Sci. Rep., 1 (7), 10086 (2017). DOI: 10.1038/s41598-017-10712-4
- A.V. Sakharov, D.S. Arteev, E.E. Zavarin, A.E. Nikolaev, W.V. Lundin, N.D. Prasolov, M.A. Yagovkina, A.F. Tsatsulnikov, S.D. Fedotov, E.M. Sokolov, V.N. Statsenko, Materials, 12 (16), 4265 (2023). DOI: 10.3390/ma16124265
- М.Л. Городецкий, Оптические резонаторы с гигантской добротностью (Физматлит, М., 2011)
- N. Antoine-Vincent, F. Natali, M. Mihailovic, A. Vasson, J. Leymarie, P. Disseix, D. Byrne, F. Semond, J. Massies, J. Appl. Phys., 93 (9), 5222 (2003). DOI: 10.1063/1.1563293
- S.A. Kazazis, E. Papadomanolaki, E. Iliopoulos, IEEE J. Photovolt., 8 (1), 118 (2018). DOI: 10.1109/JPHOTOV.2017.2775164