留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于岛状多晶氧化锌薄膜的电泵浦紫外随机激光

刘春阳 鞠莹 王帅 母一宁

刘春阳, 鞠莹, 王帅, 母一宁. 基于岛状多晶氧化锌薄膜的电泵浦紫外随机激光[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1220002-1220002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1220002
引用本文: 刘春阳, 鞠莹, 王帅, 母一宁. 基于岛状多晶氧化锌薄膜的电泵浦紫外随机激光[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1220002-1220002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1220002
Liu Chunyang, Ju Ying, Wang Shuai, Mu Yining. Electrically pumped ultraviolet random lasing from island-like polycrystalline ZnO film[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1220002-1220002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1220002
Citation: Liu Chunyang, Ju Ying, Wang Shuai, Mu Yining. Electrically pumped ultraviolet random lasing from island-like polycrystalline ZnO film[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1220002-1220002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1220002

基于岛状多晶氧化锌薄膜的电泵浦紫外随机激光

doi: 10.3788/IRLA201847.1220002
基金项目: 

国家自然科学基金青年科学基金(51602028);吉林省科技发展计划中青年科技创新领军人才及团队项目(20180519019JH);吉林省科技发展计划青年科研基金(20160520114JH);吉林省教育厅"十三五"科学技术研究规划重点项目(JJKH20170602KJ);长春理工大学科技创新基金(XJJLG-2015-02,XJJLG-2017-01);吉林省中小企业创新创业资金(20170308029HJ)

详细信息
    作者简介:

    刘春阳(1984-),男,讲师,博士,主要从事宽带隙半导体光电材料和器件方面的研究。Email:liucy169@nenu.edu.cn

    通讯作者: 母一宁(1985-),男,副教授,博士,主要从事物理电子学与空间光通信方面的研究。Email:muyining1985@163.com
  • 中图分类号: O469

Electrically pumped ultraviolet random lasing from island-like polycrystalline ZnO film

  • 摘要: 光电子集成是当前光电技术和信息工程领域的新趋势和研究热点,其中光源集成化和工艺相容性已成为制约其进一步发展和应用的关键问题。报道了一种设计简单的、可直接集成在硅衬底上面的激子型激光二极管器件和工艺。基于岛状多晶氧化锌薄膜构建了一个金属/绝缘体/半导体(Au/MgO/ZnO MIS)异质结器件。利用Si衬底与ZnO外延层之间天然的大晶格失配,诱导ZnO薄膜表面形成了高度无序的多晶岛状纳米结构,从而在异质结激活层(ZnO/MgO界面区域)形成了高度无序的折射率随空间变化的散射介质。这极大增强了光学散射,有利于获得低阈值的随机激射。文中这种简单的光源器件结构设计和制备工艺提供了一种自下而上的实现氧化锌基集成光电子器件的新思路。
  • [1] Liu C Y, Xu H Y, Wang L X, et al. Pulsed laser deposition of high Mg-content MgZnO films:Effects of substrate temperature and oxygen pressure[J]. Appl Phys, 2009, 106:073518.
    [2] Zu P, Tang Z K, Wong G K L, et al. Ultraviolet spontaneous and stimulated emissions from ZnO microcrystallite thin films at room temperature[J]. Solid State Commun, 1997, 103:459.
    [3] Liu C, Xu H, Ma J, et al. Origin of ultraviolet electroluminescence in n-ZnO/p-GaN and n-MgZnO/p-GaN heterojunction light-emitting diodes[J]. Phys Status Solidi A, 2013, 210:2751.
    [4] Tang Z K, Wong, G K L, Yu P, et al. Room-temperature ultraviolet laser emission from self-assembled ZnO microcrystallite thin films[J]. Appl Phys Lett, 1998, 72:3270.
    [5] Cao H, Zhao Y G, Ho S T, et al. Random laser action in semiconductor powder[J]. Phys Rev Lett, 1999, 82:2278.
    [6] Fallert J, Dietz R J B, Sartor J, et al. Co-existence of strongly and weakly localized random laser modes[J]. Nat Photonics, 2009, 3:279.
    [7] Yang H Y, Yu S F, Li G P, et al. Random lasing action of randomly assembled ZnO Nanowires with MgO coating[J]. Opt Express, 2010, 18:13647.
    [8] Long H, Fang G, Li S, et al. A ZnO/ZnMgO multiple-quantum-well ultraviolet random laser diode[J]. IEEE Electron Dev Lett, 2011, 32:54.
    [9] Zhu H, Shan C X, Zhang J Y, et al. Low-threshold electrically pumped random lasers[J]. Adv Mater, 2010, 22:1877.
    [10] Liu C Y, Xu H Y, Ma J G, et al. Electrically pumped near-ultraviolet lasing from ZnO/MgO core/shell nanowires[J]. Appl Phys Lett, 2011, 99:063115.
    [11] Liu C Y, Xu H Y, Sun Y, et al. ZnO ultraviolet random laser diode on metal copper substrate[J]. Opt Express, 2014, 22:16731.
    [12] Huang J, Chu S, Kong J, et al. ZnO p-n homojunction random laser diode based on nitrogen-doped p-type nanowires[J]. Adv Optical Mater, 2013, 1:179.
    [13] Ma X, Chen P, Li D, et al. Electrically pumped ZnO film ultraviolet random lasers on silicon substrate[J]. Appl Phys Lett, 2007, 91:251109.
    [14] Li Y, Ma X, Jin L, et al. A chemical strategy to reinforce electrically pumped ultraviolet random lasing from ZnO films[J]. J Mater Chem, 2012, 22:16738.
    [15] Liu C Y, Xu H Y, Sun Y, et al. Ultraviolet electroluminescence from Au/MgO/MgxZn1-xO heterojunction diodes and the observation of Zn-rich cluster emission[J]. J Lumin, 2014, 148:116.
    [16] Ma Xiangyang, Pan Jingwei, Chen Peiliang, et al. Room temperature electrically pumped ultraviolet random lasing from ZnO nanorod arrays on Si[J]. Opt Express, 2009, 17:14426.
    [17] Shi Zhifeng, Zhang Yuantao, Xia Xiaochuan, et al. Electrically driven ultraviolet random lasing from an n-MgZnO/i-ZnO/SiO2/p-Si asymmetric double heterojunction[J]. Nanoscale, 2013, 5:5080.
  • [1] 韩旭, 李志, 吴耀军, 张志民, 黄剑斌, 黄龙飞.  伪随机码调制的高精度星载激光测距雷达 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20210250-1-20210250-9. doi: 10.3788/IRLA20210250
    [2] 朱纯凡, 王贤耿, 汪祥, 王瑞军.  中红外量子级联激光器的光子集成(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20220197-1-20220197-7. doi: 10.3788/IRLA20220197
    [3] 林宏焘, 孙博姝, 马辉, 钟础宇, 巨泽朝.  中红外片上集成光电子综述(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(1): 20211111-1-20211111-14. doi: 10.3788/IRLA20211111
    [4] 宋家鑫, 任帅, 刘伟, 李魏, 吴函烁, 马鹏飞, 张汉伟, 周朴.  1.5 kW级高功率随机光纤激光器 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20210347-1-20210347-2. doi: 10.3788/IRLA20210347
    [5] 乌日娜, 宋云鹤, 卢佳琦, 高芮, 李业秋, 岱钦.  光子晶体光纤载体中液晶随机激光辐射行为 . 红外与激光工程, 2021, 50(4): 20200171-1-20200171-6. doi: 10.3788/IRLA20200171
    [6] 第四届国际光电子与微电子技术及应用大会 . 红外与激光工程, 2020, 49(6): -.
    [7] 柴萌萌, 乔丽君, 张明江, 卫晓晶, 杨强, 徐红春.  光子集成混沌半导体激光器研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201066-1-20201066-14. doi: 10.3788/IRLA20201066
    [8] 杜文彧, 胡志家, 曹志刚, 张国生, 汪艳, 罗卫东, 俞本立.  随机激光研究综述(特邀) . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201052-1-20201052-25. doi: 10.3788/IRLA20201052
    [9] 王明军, 于记华, 刘雁翔, 高香香, 张华永.  多激光波长在不同稀薄随机分布冰晶粒子层的散射特性 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 311002-0311002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0311002
    [10] 刘中辉, 陈纯毅, 姚海峰, 潘石, 向磊, 娄岩, 倪小龙.  基于大气湍流传输激光散斑的真随机数提取研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1205005-1205005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1205005
    [11] 罗敏, 石岩, 周辉, 李松, 马跃, 张文豪, 张颖.  基于可变分量的参数随机抽样的激光雷达脉冲波形分解 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1005009-1005009(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1005009
    [12] 黄超, 易爱平, 钱航, 安晓霞, 李高鹏.  电子束泵浦XeCl准分子激光器输出特性 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1005003-1005003(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1005003
    [13] 蒋海涛, 刘诗斌, 元倩倩.  纳米金刚石和氧化锌纳米线的协同效应提高紫外光电响应 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 120004-0120004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0120004
    [14] 张宇飞, 贺岩, 刘梦庚, 陈卫标.  基于伪随机码调制的测距通信一体化激光雷达 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 930003-0930003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0930003
    [15] 蒋海涛, 刘诗斌, 元倩倩.  无催化剂气相沉积法直接制备用于紫外光检测的氧化锌纳米线网 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1121002-1121002(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1121002
    [16] 张伟杰, 宋开山.  红外波长的随机激光器设计及FDTD软件特性验证 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1105006-1105006(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1105006
    [17] 李修, 徐艳芳, 辛智青, 李亚玲, 李路海.  表面等离子体共振增强ZnO/Ag薄膜发光特性研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 621005-0621005(4). doi: 10.3788/IRLA201645.0621005
    [18] 岱钦, 邬小娇, 吴杰, 乌日娜.  聚合物分散液晶薄膜中随机激光辐射的实现 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 721002-0721002(4). doi: 10.3788/IRLA201645.0721002
    [19] 胡春海, 郭士亮, 李欣.  带有光子晶体波导的微型随机激光器研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1752-1756.
    [20] 杨芳, 张鑫, 贺岩, 陈卫标.  采用高速伪随机码调制和光子计数技术的光纤激光测距系统 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3234-3238.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  231
  • HTML全文浏览量:  33
  • PDF下载量:  24
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-07-10
  • 修回日期:  2018-08-20
  • 刊出日期:  2018-12-25

基于岛状多晶氧化锌薄膜的电泵浦紫外随机激光

doi: 10.3788/IRLA201847.1220002
    作者简介:

    刘春阳(1984-),男,讲师,博士,主要从事宽带隙半导体光电材料和器件方面的研究。Email:liucy169@nenu.edu.cn

    通讯作者: 母一宁(1985-),男,副教授,博士,主要从事物理电子学与空间光通信方面的研究。Email:muyining1985@163.com
基金项目:

国家自然科学基金青年科学基金(51602028);吉林省科技发展计划中青年科技创新领军人才及团队项目(20180519019JH);吉林省科技发展计划青年科研基金(20160520114JH);吉林省教育厅"十三五"科学技术研究规划重点项目(JJKH20170602KJ);长春理工大学科技创新基金(XJJLG-2015-02,XJJLG-2017-01);吉林省中小企业创新创业资金(20170308029HJ)

  • 中图分类号: O469

摘要: 光电子集成是当前光电技术和信息工程领域的新趋势和研究热点,其中光源集成化和工艺相容性已成为制约其进一步发展和应用的关键问题。报道了一种设计简单的、可直接集成在硅衬底上面的激子型激光二极管器件和工艺。基于岛状多晶氧化锌薄膜构建了一个金属/绝缘体/半导体(Au/MgO/ZnO MIS)异质结器件。利用Si衬底与ZnO外延层之间天然的大晶格失配,诱导ZnO薄膜表面形成了高度无序的多晶岛状纳米结构,从而在异质结激活层(ZnO/MgO界面区域)形成了高度无序的折射率随空间变化的散射介质。这极大增强了光学散射,有利于获得低阈值的随机激射。文中这种简单的光源器件结构设计和制备工艺提供了一种自下而上的实现氧化锌基集成光电子器件的新思路。

English Abstract

参考文献 (17)

目录

    /

    返回文章
    返回