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氮化镓基激光器的特性及失效分析的开题报告
一、设计背景
氮化镓是一种很好的半导体材料，特别适合用于制作高电子迁移率晶体管（HEMTs）、激光二极管和高功率型场效应晶体管等。其中，氮化镓激光二极管是当前研究的热点之一，它具有比其他半导体激光器更好的性能指标，如较长的发射波长、高功率输出等。但同时，氮化镓激光二极管的失效机制也是一个需要研究的问题，因为它对氮化镓激光器的应用和商业化有着重要的影响。
二、研究目的
本文旨在研究氮化镓基激光器的特性和失效机制，为氮化镓激光器的应用提供科学依据。
三、研究内容
1.氮化镓激光二极管的基本原理与特性
氮化镓激光二极管的发光机理是基于材料的间接过渡。其能带结构中，电子在价带中被激发进入导带，当它们通过了活性区域时，产生了一对电子和空穴的再复合过程，因而放出了光子。此外，氮化镓材料本身具有较低的杂质浓度和较高的抗辐射性能等特性，可以保证激光器具有可靠的性能。
2.氮化镓激光二极管的失效机制
氮化镓激光二极管的失效机制包括以下几个方面：
（1）活性区的失效：氮化镓激光二极管的活性区是激光器最为关键的部分，由于其的材料本身和工艺加工的限制，很容易出现失效。如材料热应力、热膨胀系数的不匹配、材料损伤或身材调制电压的不正确等。
（2）量子阱的失效：量子阱是激光二极管的关键部分，一旦量子阱出现问题，就会导致发射效率的下降。
（3）光学损伤：激光二极管的发射光强非常大，易引起局部增温，从而导致激光器的光学损伤，对激光器的寿命造成影响。
（4）漏电流：氮化镓激光二极管中漏电流是常见的失效机制之一。漏电流包括隧穿电流和缺陷电流两种类型。缺陷引起的漏电流破坏材料的局部区域，都可能导致器件失效。
3.实验方法
通过实验方法，使用常见的测试手段，如电学测试方法和光学测试方法。其中电学测试方法包括高温老化测试、恒流老化测试、周期电应力测试等。光学测试方法包括光波导折射率测试、模场分析测试等。
四、进展和展望
氮化镓激光二极管的特性和失效机制的研究，为氮化镓激光器的进一步应用和商业化提供了必要的科学依据。与此同时，氮化镓材料的制备技术也在不断进步，有望在未来更广泛地应用到半导体激光器、电子器件等领域。未来的研究可以从以下几个方面展开：（1）氮化镓激光器的稳定性和可靠性研究；（2）氮化镓激光器的功率与效率研究；（3）新型氮化镓激光器结构的设计与制备技术。