تاثير مواد و ضخامت لايه هاي كلدينگ بر كارايي ليزرهاي ديودي چاه كوانتومي مبتني بر گاليوم نيترات

The Effect of Material and Thickness of Cladding Layers on the Efficiency of Gan Based Quantum Well Laser Diodes

مشخصات كارايي ليزر ديودهاي چاه كوانتومي دوتايي In0.082Ga0.918N/GaN تابش كننده در ناحيه بنفش دور با استفاده از نرم افزار ISE-TCAD بطور عددي مورد مطالعه قرار گرفت. در اين مطالعه نقش ميزان آلومينيوم در ماده تشكيل دهنده و ضخامت لايه هاي كلدينگ AlGaN بر روي مشخصات كارايي مختلف از قبيل توان خروجي، جريان آستانه، شيب كارايي، كارايي كوانتومي خارجي (DQE)، و شدت اپتيكي اين ليزر ديودها مورد بررسي قرار گرفت. نتايج شبيه سازي دلالت بر اين دارد كه افزايش ميزان آلومينيوم در تركيب AlGaN لايه هاي كلدينگ موجب افزايش DQE و شيب كارايي و كاهش جريان آستانه اين ليزر ديودها مي شود، در حالي كه توان خروجي كاهش مي يابد. نتايج شبيه سازي همچنين دلالت بر اين دارد كه افزايش ضخامت لايه هاي كلدينگ AlGaN موجب افزايش توان خروجي مي شود. افزايش توان خروجي نتيجه افزايش چگالي هاي حامل هاي الكترون و حفره ها در چاه هاي كوانتومي و در نتيجه افزايش بازتركيب تابشي آنها مي باشد.

The performance characteristics of the deep violet In0.082Ga0.918N/GaN double quantum well (DQW) laser diodes (LDs) has been numerically investigated by using ISE TCAD software. The role of thickness and Al composition of AlGaN Cladding layers on the different performance characteristics including output power, threshold current, and slope efficiency, DQE, and optical intensity has been studied. Simulation results indicated that DQE and slope efficiency increase, while output power and threshold current decrease on the average by increasing AlGaN composition of cladding layers. Output power increases with increasing AlGaN cladding thickness because of increasing electron and hole carrier densities in Quantum wells and consequently, increasing radiative recombination. The slight increase were observed in QW electron and hole carrier densities of deep violet In0.082Ga0.918N/GaN DQW LDs with increasing cladding layer thickness.