SCIENCE CHINA Materials-এর সাম্প্রতিক সংখ্যায়, Liu Jianping' এর সুঝো ইনস্টিটিউট অফ ন্যানোটেকনোলজি এবং ন্যানো-বায়োনিক্সের দল, চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেস GaN-ভিত্তিক সবুজ লেজার ডায়োড (LD)-এর উপর গবেষণার অগ্রগতি প্রকাশ করেছে৷
নিবন্ধটি সবুজ LD এর গঠন এবং চিপকে চিহ্নিত করতে বিভিন্ন অপটিক্যাল পরিমাপ পদ্ধতি ব্যবহার করে। (নিবন্ধের তথ্য: Tian, A., Hu, L., Li, X. et al. ব্যাপকভাবে দমন করা সম্ভাব্য অসামঞ্জস্যতা এবং সি-প্লেন InGaN সবুজ লেজার ডায়োডের কর্মক্ষমতা উন্নতি। Sci. China Mater। (2021)। https:// doi.org/10.1007/s40843-021-1804-x)
(ক) যন্ত্রের গঠন (খ) এপিটাক্সিয়াল গঠন
(C) pn জংশনে উলম্ব সবুজ LD-এর আলো বন্টনের পরিকল্পিত চিত্র
চরিত্রায়নের ফলাফলগুলি দেখায় যে যখন উত্তেজনা শক্তির ঘনত্ব 7 W cm-2 হয়, তখন 300 K-এ ফটোলুমিনেসেন্স অর্ধ-উচ্চতা প্রস্থ 108 meV হয়, এবং যখন বর্তমান ঘনত্ব 20 A cm-2 হয়, তখন ইলেক্ট্রোলুমিনেসেন্স অর্ধ-উচ্চতা প্রস্থ 114 হয় meV এই গবেষণার ফলাফলগুলি দেখায় যে সম্ভাব্য শক্তির অভিন্নতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়েছে। একই সময়ে, σ এর মান, যা পরিবর্তনশীল-তাপমাত্রার ফটোলুমিনেসেন্স পরীক্ষা থেকে প্রাপ্ত স্থানীয় অবস্থার বন্টন প্রস্থকে চিহ্নিত করে এবং সময়-সমাধানকৃত ফটোলুমিনেসেন্স পরীক্ষা থেকে প্রাপ্ত এক্সাইটন স্থানীয় ব্যান্ডের লেজের অবস্থার E0 মান, খুব ছোট, আরও ইঙ্গিত করে যে সম্ভাব্য শক্তি অভিন্নতা খুব বেশি। ভাল. ব্যাপকভাবে উন্নত সম্ভাব্য শক্তি অভিন্নতার কারণে, 0.8 W A-1 এর ঢাল দক্ষতা এবং 1.7 W এর আউটপুট অপটিক্যাল শক্তি সহ একটি সবুজ এলডি চিপ অর্জন করা হয়েছে।
(A) বিভিন্ন বর্তমান ঘনত্বের অধীনে EL বর্ণালী (খ) সবুজ LD এর আউটপুট শক্তি
এছাড়াও, লিউ জিয়ানপিং দল 8 নভেম্বর, 2021-এ চতুর্থ ওয়াইড ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর একাডেমিক কনফারেন্সে GaN ব্লু লেজারের গবেষণার ফলাফলের বিষয়েও রিপোর্ট করেছে। পূর্ববর্তী কাজের উপর ভিত্তি করে, ফ্লিপ চিপ প্রযুক্তি এবং নিম্ন তাপ প্রতিরোধের প্যাকেজিং কাঠামো ব্যবহারের মাধ্যমে , ক্রমাগত কাজ করা নীল লেজারের অপটিক্যাল আউটপুট শক্তি ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করা হয়েছে। প্যাকেজ থার্মাল রেজিস্ট্যান্স হল 6.7 K/W, এবং একটানা ওয়ার্কিং আউটপুট অপটিক্যাল পাওয়ার 7.5 W এ পৌঁছে।
সুঝো ইনস্টিটিউট অফ ন্যানোটেকনোলজিতে লিউ জিয়ানপিং'-এর দল দ্বারা তৈরি নীল লেজারের বর্তমান-অপটিক্যাল পাওয়ার-ভোল্টেজ ডায়াগ্রাম
আমরা লক্ষ্য করেছি যে GaN-ভিত্তিক লেজারগুলির উপর সাম্প্রতিক গবেষণাগুলি উত্তপ্ত হতে চলেছে, এবং সম্পর্কিত উন্নয়নগুলির উপর ক্রমাগত প্রতিবেদন রয়েছে৷ এই বছরের মার্চ মাসে, জিয়ামেন ইউনিভার্সিটির কাং জুনিয়ং এবং লি জিনচাই এবং সান'ন অপটোইলেক্ট্রনিক্সের দল একটি যৌথ প্রযুক্তি গবেষণা প্রকল্পে যুগান্তকারী ফলাফল অর্জন করেছে। আল্ট্রা-8-ওয়াট হাই-পাওয়ার InGaN ব্লু লেজারের ডিজাইন এবং উৎপাদন আন্তর্জাতিক মানদণ্ডে পৌঁছেছে। ফলাফলগুলি অপটিক্স এবং লেজার প্রযুক্তি জার্নালে প্রকাশিত হয়েছিল
আগস্ট মাসে, চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেসের ইনস্টিটিউট অফ সেমিকন্ডাক্টরস-এর ইন্টিগ্রেটেড অপটোইলেক্ট্রনিক্সের স্টেট কী ল্যাবরেটরির গবেষক ঝাও দেগাং-এর দল একটি গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN)-ভিত্তিক উচ্চ-শক্তির নীল লেজার তৈরি করেছে যার একটি অবিচ্ছিন্ন আউটপুট শক্তি রয়েছে। ঘরের তাপমাত্রায় 6 ওয়াট। ফলাফলগুলি সেমিকন্ডাক্টর জার্নালে প্রকাশিত হয়েছিল (নিবন্ধ তথ্য: 10.1088/1674-4926/42/11/112801)।
গ্যান লেজারের বাজারের দ্রুত এবং অবিচলিত বৃদ্ধি থেকে গবেষণার বুম উদ্ভূত হয়েছে, যা ডিসপ্লে, স্টোরেজ, সামরিক, চিকিৎসা, উপকরণ, বিনোদন, লিথোগ্রাফি এবং মুদ্রণের মতো অনেক ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হতে শুরু করেছে। যাইহোক, GaN লেজারগুলি উত্পাদন করা কঠিন এবং বড় প্রযুক্তিগত বাধা রয়েছে। পণ্যগুলি দীর্ঘদিন ধরে বেশ কয়েকটি বড় আন্তর্জাতিক সংস্থা দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়েছে এবং মুকুটের রত্ন হিসাবে পরিচিত। প্রযুক্তিগত অসুবিধাগুলির মধ্যে প্রধানত অন্তর্ভুক্ত রয়েছে: উচ্চ-মানের সাবস্ট্রেট উপকরণ, উচ্চ-মানের এপিটাক্সিয়াল কাঠামো, উচ্চ-মানের ওমিক যোগাযোগ এবং পারমাণবিক স্ফটিক বিভাজক।
গ্লোবাল লেজার মার্কেট অ্যাপ্লিকেশন স্কেল এবং শ্রেণীবিভাগ
একটি উদাহরণ হিসাবে উচ্চ-মানের সাবস্ট্রেট উপাদান গ্রহণ করে, নিম্ন ত্রুটির ঘনত্ব সহ একটি উপাদান হওয়া প্রয়োজন। অন্যান্য GaN ডিভাইসের সাথে তুলনা করে, GaN-ভিত্তিক লেজারগুলির ক্রিস্টাল মানের জন্য সবচেয়ে কঠোর প্রয়োজনীয়তা রয়েছে, কারণ GaN লেজারের বর্তমান ঘনত্ব সাধারণ ডিভাইসের তুলনায় একশ বা এমনকি হাজার গুণ। অতএব, উপাদানে স্থানচ্যুতির উচ্চ-ঘনত্বের ত্রুটি থাকলে, একটি ফুটো পথ তৈরি হবে, যা দ্রুত ডিভাইসের ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করবে।
প্রচলিত পদ্ধতি হল GaN একক ক্রিস্টাল সাবস্ট্রেটের লেজারের কাঠামোকে এপিটাক্সিয়াল করা এবং তারপর সেমিকন্ডাক্টর লেজার প্রস্তুত করা। বর্তমানে, সুমিটোমো ইলেকট্রিক, বিশ্বের শীর্ষ GaN মনোক্রিস্টালাইন সাবস্ট্রেট সরবরাহকারী, এছাড়াও নিচিয়ার একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশীদার, এবং এটির গুরুত্বপূর্ণ সামরিক ব্যবহারের কারণে কঠোরভাবে নিষেধাজ্ঞা আরোপ করা হয়েছে।
সৌভাগ্যবশত, সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, সুঝো নাভিটাস এবং ডংগুয়ান ঝোংগালের প্রতিনিধিত্বকারী প্রধান দেশীয় সাবস্ট্রেট নির্মাতারা উচ্চ-মানের GaN একক ক্রিস্টাল সাবস্ট্রেটগুলির বিকাশে দ্রুত অগ্রগতি করেছে। Navitas পণ্যের স্থানচ্যুতি ঘনত্ব 104cm-2 এ পৌঁছেছে। , বিশ্বের' এর উন্নত স্তরে পৌঁছানো, মূলত GaN লেজার সাবস্ট্রেট উপাদানগুলি"stuck" বিদেশী দেশ দ্বারা।
উপসংহারে
Nichia এখনও বর্তমান উচ্চ-ক্ষমতার GaN লেজারের বাজার নিয়ন্ত্রণ করে, যখন Sharp এবং Osram হল বিশ্বের ছোট এবং মাঝারি শক্তির GaN-ভিত্তিক লেজারের মূলধারার সরবরাহকারী। আমার দেশ যদি এই বাজারে প্রবেশ করতে চায়, তবে এটিকে প্রকৌশল ও শিল্পায়নে বিনিয়োগ বাড়াতে হবে এবং শিল্পায়নের সমস্যা ও অসুবিধাগুলি কাটিয়ে ওঠার জন্য প্রচেষ্টা করতে হবে, যাতে আন্তর্জাতিক একচেটিয়াতাকে সম্পূর্ণভাবে ভেঙ্গে দেওয়া যায় এবং সত্যিকার অর্থে GaN-ভিত্তিক লেজারগুলির স্থানীয়করণ উপলব্ধি করা যায়।
