綠光激光二極管(綠光LD)是綠光激光器的光源,將電能轉換為光能,產生綠光激光,外延材料是其制備所需的核心材料。
綠光激光可以應用在醫療、顯示、存儲、通信、儀器、精密加工、軍事等領域,也可用作激光泵浦源。綠光激光在醫療領域,可用于眼科手術、血管性疾病治療等方面;在顯示領域,具有色域寬、色純度高、色彩鮮艷真實等優點;在精密加工領域,具有亮度高、聚焦光斑小、加工速度快等優點;用作激光泵浦源,可產生紫外、深紫外激光。
根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2030年中國綠光激光二極管及外延材料行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,綠光激光器是發射綠光激光的裝置,綠光激光二極管(綠光LD)是其基礎核心元件。綠光激光二極管制備難度大,主要受襯底材料、外延結構等因素影響。綠光激光二極管需要采用低缺陷密度材料作為襯底,例如氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)等,其中氮化鎵較為常見,設計好外延結構之后,在氮化鎵單晶襯底之上生長外延層,獲得高質量外延片。
我國綠光激光二極管及外延材料相關研究成果不斷增多。2019年4月,中國科學院半導體研究所獲得一項名為“一種綠光激光器外延片及其制備方法”的專利授權,以藍寶石為襯底,以氮化鎵、氮化鋁鎵等為外延材料;2021年,中國科學院蘇州納米所團隊在《Science China Materials》上發表了關于GaN基綠光激光二極管(LD)的研究進展;2024年10月,安徽格恩半導體有限公司公開一項名為“氮化鎵基半導體綠光激光芯片及外延結構的生長方法”的發明專利。
憑借高飽和電子漂移速率、高擊穿場強、高熱導率等優點,氮化鎵成為綠光激光二極管的常見外延材料。氮化鎵基綠光激光二極管具有優秀的光學特性、能量轉換效率與穩定性。外延材料性能優化與外延結構設計直接影響綠光激光二極管光電性能,為進一步提高綠光激光器品質,我國政策仍在大力推動綠光激光二極管及外延材料技術發展。
新思界
行業分析人士表示,2024年8月,我國工信部發布國家重點研發計劃“高性能制造技術與重大裝備”2024年度項目申報指南,在“新型顯示與戰略性電子材料”重點專項2024年度項目申報指南中,將高性能綠光激光外延材料、器件及應用研究列入,提出研究綠光激光二極管(LD)外延材料缺陷抑制、組分調控和器件結構等核心技術,研制出高功率綠光LD器件。