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GaN基激光器的研制及器件物理的开题报告
一、问题的提出
随着科技的不断发展，人们的通信需求不断增长，而传统的激光器材料目前已经无法满足高速高效率通信的需要。因此，需要开发新型的材料来替代传统的半导体材料。GaN半导体由于其强度高、导电性能好、稳定性高等特点，成为了取代传统半导体材料的重要选择。而GaN基激光器作为一种高效率、高能量密度、具有极高的温度稳定性的半导体激光器，具有很重要的应用前景。因此，本文将对GaN基激光器的研制及器件物理进行开题报告。
二、研究的背景
目前，半导体激光器被广泛应用于生物医学、光存储和光通信等领域。而传统的半导体激光器材料如InGaAsP、GaAs等存在着一些缺陷，如散热问题、发光波长范围有限、较弱的氧化剂抵抗性等。这些问题使得其在高功率、高温等环境下无法工作。同时，由于GaN半导体的优异性质，人们开始研究GaN基激光器的开发，以期能够在像高速通信、全固态激光器、激光雷达以及光子学等领域得到广泛应用。
三、研究的意义
（1）GaN材料非常适合制作能量密度高、辐射质量好的激光器，因此对于光储存、激光雷达等领域有很好的应用前景。
（2）GaN半导体的波长覆盖范围广，可以实现紫外到蓝色的发光，能够满足现代通信技术中对宽波长、短波长光源的需求。
（3）GaN材料的稳定性高，即使在高功率、高温环境下也能保持较好的性能，因此可用于工业、医学等领域。
四、研究内容
（1）GaN材料的制备：采用分子束外延（MBE）或金属有机气相沉积（MOCVD）等技术制备高质量的GaN材料。
（2）GaN基激光器的器件物理：通过对GaN半导体和激光器的物理机制分析，探讨GaN基激光器器件物理的关键性质、特点以及性能
（3）GaN基激光器的制备：根据器件物理的研究结果，设计并制备GaN基激光器的样品，通过多种表征手段对样品进行表征和性能测试。
五、研究方法
本研究将采用以下方法：
（1）分析研究文献，了解GaN半导体的物理特性和制备方法。
（2）利用分子束外延（MBE）或金属有机气相沉积（MOCVD）等技术制备GaN材料。
（3）对GaN半导体和激光器的物理机制进行分析，探讨GaN基激光器器件物理的关键性质、特点以及性能。
（4）设计并制备GaN基激光器的样品，通过多种表征手段对样品进行表征和性能测试。
六、预期输出
本研究预计能够获取以下结果：
（1）通过MBE或MOCVD等技术制备高质量的GaN材料。
（2）对GaN半导体和激光器的物理机制进行深入分析，探讨GaN基激光器器件物理的关键性质、特点以及性能。
（3）通过制备和测试GaN基激光器样品，探索一种新型的高性能激光器。
七、结论
GaN基激光器的研制以及器件物理的研究是一项具有现实意义的研究工作。该研究可以为新型高能、高性能光电器件的研究提供基础。
八、参考文献
[1]S.Nakamura,T.Mukai,M.Senoh,“Candela-ClassHigh-BrightnessInGaN/AlGaNDouble-HeterostructureBlue-Light-EmittingDiodes,”AppliedPhysicsLetters,vol.64,no.13,pp.1687-1689,1994.
[2]H.Amano,T.Akasaki,K.Nakamura,“TokyoUniversityResearchReview,”1989.
[3]A.Y.Polyakov,S.V.Ivanov,I.V.Kukushkin,E.A.Zlobina,“OptimizationofGaN-BasedLight-EmittingDiodes:ATheoreticalAnalysis,”Semiconductors,vol.37,no.5,pp.508-523,2003.